Жизнь на лаве: как микробы заселяют новые места обитания⁠⁠

Природа быстро восстанавливается после катастроф, таких как вулканические извержения. Но как жизнь появляется в совершенно новых местах? Экологи и планетологи из Университета Аризоны изучили это на примере Исландии.

С 2021 по 2023 год вулкан Фаградалсфьялл извергался трижды, заливая тундру раскаленной лавой. «Лава выходит при температуре свыше 2000°F, она полностью стерильна — как чистый лист для эксперимента», — объяснил Натан Хэдленд, главный автор статьи в журнале Communications Biology.

Ученые собрали пробы свежей лавы, дождевой воды, воздуха, почвы и пород из окрестностей. Анализируя ДНК с помощью статистики и машинного обучения, они определили, откуда берутся микробы и как меняется их сообщество.

Свежая лава бедна водой и органикой, как Антарктида или пустыня Атакама. «Это одни из самых "бедных" мест на Земле, но микробы заселяют их быстро», — отметила соавтор Соланж Дюамель.

В первый год биоразнообразие росло, но после зимы сократилось — выжили только стойкие "крутые" микробы, выдерживающие холод и сухость. Затем разнообразие стабилизировалось. Первыми прибывали микробы с ветром и из воздуха, но позже главную роль сыграла дождевая вода.

«Раннее заселение — из почвы и воздуха, но после зимы микробы в основном приходят с дождем. Это было неожиданно», — сказал Хэдленд. Дюамель добавила: «Такой сдвиг повторился при всех трех извержениях».

Это первое детальное исследование первичной сукцессии микробов — заселения новой среды с нуля. Раньше фокус был на растениях и животных после бедствий. Уникальность: три повторения в одном месте, что редко в природе.

Работа полезна для понимания жизни на Марсе, где много базальтовых равнин. «Вулканизм мог создавать условия для микробов, расплавляя лед. Это поможет искать признаки жизни», — объяснила Дюамель.

Соавторы: Кристофер Гамильтон (Университет Исландии) и Снедис Бьернсдоттир (Исландский университет в Рейкьявике).