Новейший марсоход Curiosity изучает Марс с одной основной задачей – найти на планете признаки прошлой жизни или хотя бы свидетельства того, что климат красной планеты был для этого благоприятен. Однако марсоход способен лишь поверхностно изучить задачу, причем в прямом смысле. Дрель, которой оборудован аппарат, позволяет углубляться под поверхность планеты всего на несколько сантиметров. На Земле же значительная часть микробов обитает под поверхностью планеты. Поскольку на Марсе сейчас нет смысла надеяться найти сложные формы жизни, следует искать в основном микробы и бактерии. Если они есть и сейчас, то должны прятаться от неблагоприятных условий на поверхности. Если жизни уже нет, то и ее остатки могут сохраниться также лишь вдали от условий поверхности планеты. Работу по поискам подземной жизни на нашей планете ведет сотрудник Университета Южной Калифорнии Ян Аменд.

Его целью является жизнь, спрятанная под поверхностью планеты, но только не в океане – наиболее интересном месте, так как на Марсе скорее всего мы найдем лишь следы прошлой жизни, тогда как в океанах лун газовых гигантов можно обнаружить жизнь и сейчас. Чтобы добраться до глубин нашей планеты, необходимо иметь подходящий метод. Аменд, правда, пока планирует использовать имеющиеся шахты. Так, в Неваде на военном полигоне имеется более 800 шахт, вырытых для экспериментальных взрывов, но также и неиспользованные шахты. Также можно позволить природе доставить необходимые образцы на поверхность в водах источников, если известно, что их источник находится достаточно глубоко. В любом случае, необходимо провести анализ широкого спектра глубоких мест. Они должны отличаться по температуре, кислотно-щелочному балансу, геологической активности территории и т.д. Поэтому, конечно, предпочтительно использовать глубокие шахты, в которые можно спустить оборудование для характеристики условий, а не только живых организмов.

Добравшись до места жизни подземных микробов, необходимо провести работу по их характеристике. Для этого Аменд планирует использовать микроскоп, работающий в дальнем ультрафиолетовом диапазоне (он же может с успехом применяться и в лаборатории). Прибор SEAL (Subsurface Exploration and Assessment of Life – Подземное/подводное исследование жизни) уже показал себя в подводных исследованиях. Использование ультрафиолетового микроскопа имеет ряд преимуществ. Этот подход не требует вторжения в организм, и может вообще не потревожить экосистему при использовании на небольшом расстоянии.

Для работы в лаборатории Аменд не планирует ограничиваться добытыми на глубине образцами, а заняться их разведением. «Идея разведения жизни находится на задворках исследований в микробиологии уже довольно долго, – говорит Аменд. – Мы планируем использовать различные подходы, чтобы заставить существовать многие трудные в разведении организмы». Для этого Аменд уже обзавелся рядом специальных установок, позволяющих разводить микробов, которые развиваются очень долго (типично для очень устойчивых подземных экосистем) или выживают при незначительном доступе воды. За счет контроля доступа воды и питательных веществ и пористой структуры, создаваемой в установке, условия оказываются очень похожи на подземные. Также имеется возможность контроля температуры и изоляции для реализации анаэробных условий жизни.

Отдельного упоминания заслуживают установки, в которых можно создавать градиент условий за счет пропускания через них тока. Некоторые микроорганизмы способны проводить электрический ток, не затрагивающий их клетки – электроны проходят по оболочке организма. В результате микроорганизмы могут выбирать, где им больше нравится существовать. Также планируется использовать хемостаты – установки, в которых в питательный раствор постоянно добавляется новое вещество. При этом старое удаляется, что позволяет контролировать скорость разрастания колонии микроорганизмов и привносить новые условия, к которым те могут приспособиться или погибнуть.

Третья часть проекта подразумевает анализ и обобщение лабораторных результатов. По полученным данным должна быть составлена схема распределения подземных организмов с различным метаболизмом в зависимости от условий. Аналогичная работа уде предпринималась для организмов, обитающих около гидротермальных источников. Около такого источника задача упрощается, так как можно оценить, сколько энергии получить организм на разных расстояниях от источника и на разной глубине исходя из того, какова концентрация различных химических элементов, реакции которых дают энергию организмам. Аналогичная работа может быть проведена для подземных организмов в зависимости от условий и химического состава почвы. Распределение, которое будет получено в результате работы, планируется дополнить информацией о поведении организмов, имеющих разные механизмы работы. Так, некоторые микробы могут выделять метан двумя разными способами в зависимости от условий. Поместив такой организм в пограничные для обоих наборов свойств условия, можно определить, какой механизм предпочтителен. Все эти работы должны дать опыт, необходимый для проведения работ на других планетах и спутниках газовых гигантов.