Ученые обнаружили уникальных микробов на вулканическом острове Хунга Тонга Хунга Хаапай

В 2015 году произошло извержение подводного вулкана в южной части Тихого океана, образовав остров Хунга Тонга Хунга Хаапай, которому суждено прожить короткую семилетнюю жизнь. Исследовательская группа во главе с Университетом Колорадо в Боулдере и Совместным институтом исследований в области наук об окружающей среде (CIRES) ухватилась за редкую возможность изучить первых микробных колонизаторов недавно сформированного массива суши, и, к своему удивлению, исследователи обнаружили уникальное микробное сообщество, которое метаболизирует серу и атмосферные газы, подобно организмам, обитающим в глубоководных жерлах или горячих источниках.

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

сказал Ник Драгон, аспирант CIRES и ведущий автор исследования. 

Изучение микробов, впервые колонизирующих острова, позволяет заглянуть в самую раннюю стадию развития экосистемы — еще до появления растений и животных. Многопрофильная группа исследователей на местах собрала образцы почвы с острова, а затем отправила их в кампус Калифорнийского университета в Боулдере. Затем Драгон и Фиерер смогли извлечь и секвенировать образцы ДНК из образцов.

Мы не увидели того, что 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,

сказал Драгоне.

И это был не единственный неожиданный поворот в этой работе: 15 января 2022 года, через семь лет после его образования, вулкан снова извергся, уничтожив всю сушу в результате крупнейшего вулканического взрыва 21 века. Извержение полностью уничтожило остров и лишило команду возможности продолжать наблюдение за своим участком.

Мы все ожидали, что остров останется. На самом деле, за неделю до того, как остров взорвался, мы начали планировать обратный путь,

сказал Драгоне. 

Однако тот же непостоянный характер Хунга Тонга Хунга Хаапай, из-за которого он взорвался, также объясняет, почему команда обнаружила на острове такой уникальный набор микробов. Хунга Тонга образовалась вулканическим путем, как и Гавайи.

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. 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,

сказал Драгоне. 

Экспедиция на остров потребовала тесного сотрудничества с членами правительства Королевства Тонга, которые были готовы работать с исследователями для сбора образцов с земель, обычно не посещаемых иностранными гостями. Координация заняла годы работы сотрудников Ассоциации морского образования и НАСА: наблюдатель из Тонги должен одобрять и контролировать любой сбор проб, который проводится в Королевстве.

Эта работа привлекла так много людей со всего мира, и мы так многому научились. Мы, конечно, разочарованы тем, что острова больше нет, но теперь у нас есть много предсказаний о том, что происходит, 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,

сказал Драгоне.