Из глубин: вязкая чёрная масса, сочащаяся из вала руля корабля
В конце августа 2024 года экипаж исследовательского судна Great Lakes R/V Blue Heron впервые заметил вещество, когда судно было доставлено на верфь в Кливленде для ремонта гребного винта. С самого начала никто не был уверен, что это такое, по словам Дуга Рикеттса, морского управляющего обсерваторией Большого озера Университета Миннесоты в Дулуте.
Эта масса была похожа на густую смазку или масло, как рассказывает Рикеттс изданию Popular Science, но вал руля не должен был смазываться ничем, кроме озёрной воды. Вместо сильного нефтяного запаха у слизи был металлический запах. Она также не оставляла блеска на воде и не горела в пламени паяльной лампы во время неформальных тестов, проведённых капитаном «Синей цапли» Руалом Ли. Так что же это было?
Чашка наполовину заполнена слизью
В поисках ответов Рикеттс принёс учёным университета чашку кофе, наполовину заполненную загадочной слизью (помеченной «корабельная слизь» небрежными маркерами). Лабораторный анализ вызвал больше вопросов, чем ясности, но первоначальная оценка «корабельной слизи» привела по крайней мере к одному поразительному открытию. Таинственный смолоподобный материал содержал ранее не идентифицированные формы жизни.
«Честно говоря, я не думал, что мы что-нибудь получим», — говорит Коди Шейк, микробиологический эколог из Университета Миннесоты в Дулуте, изданию Popular Science. «Обычно, когда вам дают чашку смолы», вы не ожидаете многого, добавляет он. Исходя из этого предположения, он «передал её аспиранту и сказал: „Удачи“».
Аспирант успешно извлек ДНК из слизи, опровергнув первоначальные ожидания Шейка, но тот всё ещё думал, что это может быть обычное загрязнение образца. Только после того, как лаборатория отправила извлечённую ДНК на предварительное секвенирование одного гена, Шейк понял, что оказался на неизведанной территории. Когда результаты вернулись, он был потрясён. «Многие последовательности оказались действительно новыми. Я подумал: „О нет, ладно, это совсем другая история“», — говорит он.
ShipGoo01 и друзья
Для более глубокого изучения микробиологического состава слизи Шейк и его коллеги отправили образец на второй раунд секвенирования. На этот раз они исследовали целые геномы внутри слизи, а не только один ключевой геномный регион. Анализ подтвердил, что, хотя микробы в слизи не были особенно разнообразными, они были уникальными. Они реконструировали геномы более чем 20 микробов и сравнили их с обширными базами данных ранее идентифицированных организмов. По словам Шейка, они обнаружили несколько новых архей — представителей домена одноклеточных прокариотических организмов, которые отличаются от бактерий составом клеточных мембран.
Один из микробов, которых они обнаружили, представляет собой не просто новый вид, а совершенно новый порядок архей. Пока учёные официально называют его ShipGoo01. Другой многообещающий микроб может быть целым новым типом бактерий, говорит Шейк. Если это подтвердится, его, вероятно, назовут ShipGoo002. Другие микробы также могут оказаться новыми для науки. «Есть несколько из них, которые могут быть новым родом, возможно, новыми семействами», — отмечает он.
ShipGoo01, по-видимому, является анаэробным, то есть предпочитает бескислородную среду. Другие микробы в слизи, похоже, поглощают кислород, и Шейк предполагает, что возможно существование взаимовыгодного баланса между ними.
Сборка пазла из 1000 деталей без картинки
Сравнение базы данных более знакомых микробов и генетических маркеров показывает, что основная масса крошечных организмов похожа на те, что связаны с нефтяными скважинами, битумными ямами и другими системами углеводородов. Некоторые из них, по-видимому, связаны с микроорганизмами международного происхождения — из таких мест, как Германия. «Это было довольно забавно — пытаться выяснить, откуда [это] и почему это в системе руля здесь. Это становится довольно запутанным», — говорит Шейк. Отчасти потому, что руль «Синей цапли» не смазывали маслом регулярно, и потому, что судно ходит по Великим озёрам на Среднем Западе.
Корабль не всегда находился в ведении Университета Миннесоты. Его приобрели в 1997 году, говорит Рикеттс, так что вполне возможно, что предыдущие владельцы судна применяли какой-то смазочный материал на основе нефти к валу руля. Но в целом микробам нужен постоянный источник пищи. Без дополнительного притока смазки за более чем 25 лет трудно сказать, что микробы, связанные с нефтью, могли есть за это время.
Возможно, они питаются самим металлом, хотя Рикеттс отмечает, что вал руля не выглядел особенно повреждённым. Может быть, органическое вещество из озёрной воды питает микробов. А может быть, происходит что-то третье. «Чем больше мы начинаем разбираться в этом, тем больше я в некотором роде теряюсь», — говорит Шейк. «Мы проводим много расследований, чтобы попытаться разобраться в этом».
Он надеется получить более точные ответы о том, в чём плавают микробы, и обо всех микробных метаболических путях, присутствующих в слизи. Шейк также представляет себе использование химического изотопного анализа в будущем, чтобы установить, откуда берутся атомы в системе. Углерод и азот в водорослях, например, имеют совсем другой профиль, чем эквивалентные молекулы в моторном масле. «Это как пазл из 1000 деталей, который мы пытаемся собрать», — без какой-либо картинки на коробке, чтобы ориентироваться, — говорит Шейк. Как только станет более ясно, его лаборатория планирует опубликовать свои выводы в рецензируемом научном журнале.
Слизь исчезнет?
Но есть одна большая проблема, с которой учёные могут не справиться. Чашка слизи (примерно 100 миллилитров) была единственным взятым образцом, и получить больше может быть сложно — практически невозможно. Корабль пришлось бы поставить в сухой док, а руль — снова разобрать. И «к сожалению, в прошлый раз они очень хорошо его очистили, прежде чем вернуть на место», — говорит Шейк. Остальная часть «корабельной слизи» «может быть потеряна навсегда».
Или, может быть, нет. «Я не думаю, что это уникальное судно. Я действительно сильно подозреваю, что если бы вы взяли стойку руля любого корабля в любом месте, есть вероятность найти какой-нибудь организм — возможно, новый организм — в этом пространстве», — говорит Рикеттс.
Раньше ему было бы легко представить, как появляются странные микроорганизмы в корабельном камбузе или на топливном фильтре. Но из всех мест, где можно было бы найти что-то подобное, механический рулевой вал на дальнем конце корабля — одно из самых странных, говорит Рикеттс. Это просто доказывает, что «микробы есть повсюду».
Чтобы лучше понять больше из этих необнаруженных форм жизни, скрывающихся на виду, Шейку нужно надёжное финансирование и ресурсы. Как и многие университетские научные лаборатории, которые в значительной степени полагаются на деньги налогоплательщиков, будущее его работы находится в подвешенном состоянии. «Сейчас мы находимся в этом странном месте, где мы просто пытаемся изо всех сил, чтобы сохранить наши лаборатории открытыми», — говорит он. Он беспокоится, что в будущем мы упустим ShipGoo3, но также и все потенциальные достижения, которые могут из этого последовать.
Многие предыдущие открытия микробов оказались полезными в таких разнообразных областях, как управление отходами и очистка от загрязнений, а также разработка жизненно важных лекарств. «По мере того как эти деньги уходят, наша способность проводить первичные исследования, которые могут стимулировать инновации, уходит и может быть потеряна на очень долгое время».