Когда в 2015 году в южной части Тихого океана возник новый остров, он создал беспрецедентную возможность не только для вулканологов, но и для биологов.

Появление нового острова дает возможность узнать о том, как с нуля образуются экосистемы, начиная с сообществ микробов, которые колонизируют новые земли, прежде чем появятся растения или животные.

Остров Хунга Тонга-Хунга Хаапай (Hunga Tonga) быстро исчез – после того, как он образовался в результате пробуждения вулкана в 2015 году, он был разрушен очередным извержением в начале 2022 года.

Однако за семь лет своего существования остров раскрыл некоторые интересные тайны.

Ученые сообщают о неожиданном сообществе микробов на острове. Эти микробы похожи на организмы, которые обитают в  очень разных местах: в горячих источники или глубоководных гидротермальных жерлах.

«Мы не ожидали того, что увидели», сказал специалист по изучению микробов Ник Драгоне из Университета Колорадо.

«Мы думали, что увидим организмы, которые вполне можно найти, когда ледник отступает, или цианобактерии, более типичные ранние виды колонизаторов, но вместо этого мы нашли уникальную группу бактерий, которые метаболизируют серу и атмосферные газы».

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

Они обнаружили бактерии и архей во всех своих образцах из жерла вулкана.

Было бы понятно, если бы первые микробы на новом острове попали туда, либо из океанской воды, либо с появившимся птичьим пометом, но, похоже, эти странные бактерии и археи имеют другое происхождение. Исследователи подозревают, что эти микробы могли прийти из глубинных слоев под землей.

«Одна из причин, почему эти уникальные микробы заселили остров, заключается в процессах, связанных с извержениями вулканов: в процессе извержения присутствует много серы и сероводорода, которые, вероятно, питают уникальные микроорганизмы, которые мы нашли», — говорит Драгоне.

 « На этом острове ранние микробные колонизаторы полагались на уникальные метаболические стратегии, чтобы выжить, включая способность генерировать энергию через метаболизм серы и следов газа.

Микробы были наиболее похожи на те, которые были обнаружены в гидротермальных жерлах, в горячих источниках, таких как Йеллоустоун, и других вулканических системах. Наше наиболее объяснимое предположение заключается в том, что микробы попали из этих типов источников».

Возможность исследовать такого рода системы встречается редко. Большие извержения – это одно. Наблюдение за развитием экосистемы с чистого листа на недавно появившемся вулканическом острове — это другое.

За последние 150 лет остров Хунга Тонга является лишь третьим таким массивом суши, который появился и просуществовал более года и первым в тропиках.

В то время как ученые со всего мира стекались на остров, чтобы изучить появление жизни на вновь образованный остров, они сосредоточились больше на растениях и животных, чем на микробах. А исследовательская группа во главе с Университетом Колорадо и Кооперативным институтом исследований в области наук об окружающей среде (CIRES) ухватилась за редкую возможность изучить ранних микробных колонизаторов.

«Эти типы извержений вулканов происходят по всему миру, но они обычно не производят острова», — говорит Драгоне. «У нас была уникальная возможность. Никто никогда не изучал микроорганизмы в этом типе островной системы на такой ранней стадии».

И ни у кого уже не будет возможности снова изучить микроорганизмы-колонизаторы острова, по крайней мере, не напрямую. Через семь лет после того, как остров Хунга Тонга поднялся из Тихого океана, он исчез таким же удивительным образом.

При следующем пробуждении вулкана в январе 2022 года остров Хунга Тонга был уничтожен, но ученым удалось узнать интригующие подробности о его короткой жизни.

Экспедиция потребовала тесного сотрудничества с членами правительства Королевства Тонга, которые были готовы работать с исследователями для сбора образцов. Координация работ потребовала много времени исследователей: наблюдатель из Тонги должен одобрить и контролировать любой сбор образцов, который происходит в Королевстве.