Этот остров с невиданными ранее формами жизни появился из ниоткуда, а потом исчез

Когда в 2015 году в южной части Тихого океана возник новый остров, это открыло беспрецедентные возможности не только для геологов и вулканологов, но и для биологов и экологов. Появление нового острова дает возможность узнать, как зарождаются экосистемы, начиная с микробов-пионеров, которые вот так колонизируют новые земли, до появления растений или животных.

Остров Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай (Хунга-Тонга) просуществовал недолго — после того, как он образовался в результате извержения вулкана в 2015 году, он был разрушен очередным извержением в начале 2022 года. Однако за семь лет существования остров раскрыл несколько интересных тайн.

В новом исследовании, которое было опубликовано в mBio, ученые сообщают о неожиданном появлении на острове сообщества микробов, которые метаболизируют серу и атмосферные газы, похожие на организмы, населяющие совершенно разные места обитания: горячие источники или глубоководные гидротермальные жерла.

«Мы не увидели того, чего ожидали. Мы думали, что увидим организмы, которые вы найдете, когда ледник отступает, или цианобактерии, более типичные виды ранних колонизаторов, но вместо этого мы обнаружили уникальную группу бактерий, которые метаболизируют серу и атмосферные газы», — говорит эколог-микробиолог Ник Драгон из Университета Колорадо.

Драгон и его коллеги-исследователи собрали 32 образца почвы с острова, на поверхности от уровня моря до вершины кратера высотой около 120 метров. Затем они извлекли и секвенировали ДНК из образцов.

Растения колонизировали остров довольно быстро после его образования, вероятно, благодаря семенам в птичьем помете, но исследователи сосредоточили свои усилия по сбору на поверхностях без растительности.

Они обнаружили бактерии и археи во всех своих образцах из конуса вулкана, хотя эти микробы были менее разнообразны, чем микробы из близлежащих растительных районов, и очень отличались друг от друга.

Было бы логично, если бы первые микробы на новом острове появились либо из океанской воды, либо из птичьего помета, но, похоже, эти странные бактерии и археи возникли не там. Скорее, исследователи подозревают, что эти микробы могли появиться глубоко под землей.

«Одна из причин, по которой мы думаем, что видим эти уникальные микробы, заключается в свойствах, связанных с извержениями вулканов: большое количество серы и сероводорода, которые, вероятно, питают обнаруженные нами уникальные таксоны», — говорит Драгоне. «Микробы были наиболее похожи на те, что обнаружены в гидротермальных жерлах, горячих источниках, таких как Йеллоустоун, и других вулканических системах. Наше предположение состоит в том, что микробы пришли из таких источников».

Возможность исследовать такую систему выпадает редко. Большие извержения — это одно; наблюдать за развитием экосистемы с чистого листа на недавно образованном вулканическом острове — другое дело.

Исследователи говорят, что за последние 150 лет Хунга-Тонга стала лишь третьим таким массивом суши, который появился и просуществовал более года, и первым в тропиках.

Хотя ученые также стекались, чтобы изучить появление жизни на ранее образовавшихся островах, они больше сосредоточились на растениях и животных, чем на микробах.

«Эти типы извержений вулканов случаются по всему миру, но они обычно не создают островов», — говорит Драгоне. «У нас была невероятно уникальная возможность. Никто никогда раньше не изучал микроорганизмы на островной системе такого типа на такой ранней стадии».

И ни у кого больше не будет возможности изучить жителей острова, по крайней мере напрямую. Через семь лет после выхода из Тихого океана Хунга-Тонга эффектным образом исчезла.

Когда в январе 2022 года вулкан снова извергся, произошло крупнейшее эксплозивное извержение 21 века с самым высоким выбросом пара и пепла в истории человечества. Хунга Тонга был уничтожен, но не раньше, чем ученым удалось узнать интригующие подробности о его короткой жизни.

«Конечно, мы разочарованы тем, что острова больше нет, но теперь у нас есть много предсказаний о том, что произойдет, когда образуются острова. Поэтому, если что-то снова образуется, мы бы с удовольствием отправились туда и собрали больше данных. У нас был бы план того, как это изучить», — резюмировал Драгоне.