10. Горячие источники Йеллоустона
Если вы хотите что-то убить или просто избавиться от тела, вы не сможете добиться большего успеха, чем условия в горячих источниках Йеллоустона. Источники близки к точке кипения воды и достаточно кислые, чтобы растворить ногти. Но некоторые микробы процветают там, и пигменты, которые они производят, дают источникам яркие, потусторонние цвета.
Теплолюбивые бактерии Thermus aquaticus - самый известный микроб Йеллоустона; это делает фермент, который исследователи используют в генетических лабораториях для создания копий ДНК. Другие микробы Йеллоустона питаются водородом, и несколько лет назад ученые там обнаружили совершенно новый тип фотосинтезирующих бактерий.
Поскольку в Йеллоустоне так много горячих источников, грязевых горшков и гейзеров, с различными температурами и химическим составом, в парке находится самое большое из известных видов архей. Простые одноклеточные организмы без ядер, археи - это ветвь жизни, известная только с 1970-х годов.
Многие археи процветают при высоких температурах (их также можно найти в вулканах). А внутри некоторых архей Йеллоустоун - просто для завершения микробной экосистемы - теплолюбивые вирусы.
9. В телах ниже точки замерзания воды
Некоторые животные выживают не только в условиях ниже нуля, но в телах ниже нуля. Пауки и насекомые производят антифриз, который не дает им замерзнуть. Личинки некоторых арктических мух могут выжить, будучи охлажденными до -76 градусов по Фаренгейту.
Многие виды лягушек, тритонов и черепах замерзают - более 50 процентов воды в их телах может быть льдом. Хитрость в том, что они тщательно контролируют, где образуется лед. Когда животное остывает, его клетки и органы выжимают воду и сжимаются. Только вода вне клеток животного замерзает; кристаллы могут расти между мышечными волокнами или вокруг органов.
Самая низкая поддерживаемая температура тела у млекопитающего составляет около 27 градусов по Фаренгейту, измеренная у арктических сусликов. Их стратегия называется «переохлаждение» - даже если жидкость в их телах находится ниже точки замерзания, животные устраняют любой материал, на котором могут образовываться кристаллы льда.
8. Полностью один
Большинство экосистем сложны. Член любого данного вида должен найти другие виды, чтобы поесть и избегать тех разновидностей, которые хотят съесть это. Если это паразит, ему нужен хозяин; если это растение, ему могут понадобиться бактерии, чтобы помочь ему перерабатывать азот или пчелы для опыления его цветов.
Не так у подножия южноафриканского золотого рудника глубиной почти две мили. Здесь Candidatus Desulforudis audaxviator - это все, что есть. Этот вид бактерий, один из самых глубоких из когда-либо найденных, живет при температуре около 140 градусов по Фаренгейту, фиксирует собственный азот и ест сульфат - все в полной изоляции.
7. Галапагосские острова
Конечно, они известны тем, что вдохновили дарвиновскую теорию эволюции естественным отбором. Но причина, по которой легко (ну в ретроспективе) наблюдать за эволюцией на этих островах, заключается в том, что они почти полностью непригодны для жизни. Они возникли в середине Тихого океана как вершины еще действующих вулканов. Они были подвергнуты тепловой стерилизации и в 600 милях от земли.
Все, что там сейчас живет, летело по ветру (большинство растений там имеют воздушные семена), ехало по странному течению (включая пингвинов Галапагосских островов, единственный вид в своем роде, живущий на экваторе) или плавало на плоту растительности (например, гигантские черепахи). (То есть, помимо видов, которые люди внедрили в последнее время.) Колонизация случалась редко, и большинство видов оставалось там, где они высадились, так что выросли относительно простые экосистемы с достаточным количеством различий между островами, чтобы сделать их демонстрацией эволюционных принципов.
6. Кислотный дренаж шахты (и второе место)
Калифорнийская железная гора добывалась, начиная с 1800-х годов, на золото, серебро, медь и другие полезные ископаемые. Минералы произошли в корнях вулкана и были отложены с большим количеством сульфида - соединения, которое превращается в серную кислоту в присутствии воды. Добыча полезных ископаемых вскрыла сульфиды и в конечном итоге сделала хвосты такими же кислотными, как аккумуляторная кислота, и насыщенными тяжелыми металлами, например мышьяком.
Но в шахте живет много микробов. Они плавают в озере с кислотой в розовом пятне, называемом биопленкой, которая производится определенными бактериями в микробном сообществе. Некоторые из архей в шахте едят железо и делают и без того кислые условия еще более кислыми, активно превращая сульфид в серную кислоту. Кислота поглощает пирит (золото дурака) и другие минералы в пещере, добавляя больше металлов в токсичный суп.
Эта среда обитания едва ли вытеснила другие суровые условия для микробов: сильную жару или холод, сильное давление и даже радиацию от ядерного реактора. Три-Майл-Айленд не был Чернобылем, но авария 1979 года привела к частичному обвалу реактора и выбросу радиоактивного газа в атмосферу. Потребовалось много лет, чтобы навести порядок, в основном с помощью роботов и кранов с дистанционным управлением, контролируемых с помощью видеокамер. К большому удивлению команды уборщиков, охлаждающая вода возле ядра была мутной: в ней процветали микроорганизмы, несмотря на высокий уровень радиоактивности.
Что касается давления, то самое большое, что бактерии когда-либо выдерживали, в 16 000 раз превышает атмосферное давление, которое мы испытываем на уровне моря. В экспериментах в Институте Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, Роберт Хейзен и его коллеги «подвергли штамм знакомой кишечной бактерии Escherichia coli нелепому давлению в 16000 атмосфер - значение, полученное случайно путем чрезмерного усердного затягивания ячейки давления с алмазной наковальней». К сожалению! Но когда они исследовали бактерии позже, немногие пережили это давление, которое превышает любое давление на любой потенциально жизнеобеспечивающей глубине (то есть на любой глубине, которая не выше теоретического теплового предела для жизни в 302 градуса по Фаренгейту) на планете.
Самая низкая поддерживаемая температура тела у млекопитающего составляет около 27 градусов по Фаренгейту, измеренная у арктических сусликов. (Даррелл Гулин / Корбис) 
Все, что живет на Галапагосских островах, теперь летело на ветру, ехало по странному течению или плавало на плоту растительности. (Вольфганг Келер / Корбис) 
В Антарктике императорские пингвины проводят месяцы при температуре ниже -40 по Фаренгейту. Они выживают, прижимаясь друг к другу, делясь теплом и сводя к минимуму площадь поверхности своих тел, подверженную воздействию холода. (Франс Лантинг / Корбис) 
Куколка Дьявольская дыра, один из первых видов, охраняемых в соответствии с Законом об исчезающих видах, является одним из самых редких животных в мире. В этом году насчитывалось менее ста человек, а в 2006 году его население составляло 38 человек. (Kat Wade / San Francisco Chronicle / Corbis) 
После аварии 1979 года на Три-Майл-Айленде команда по очистке была удивлена, обнаружив, что микроорганизмы процветают в высокорадиоактивной охлаждающей воде вблизи активной зоны. (Бетманн / Корбис) 
Йеллоустонские горячие источники находятся около точки кипения воды и достаточно кислые, чтобы растворить ногти. Но некоторые микробы процветают там, и пигменты, которые они производят, дают источникам яркие, потусторонние цвета. (Джим Пико / NPS) 5. Под трещиной в национальном парке Долина Смерти
Долина Смерти - самое низкое, самое жаркое и сухое место в Соединенных Штатах - не самое подходящее место для рыб. Но висят семь видов куколок, последние выжившие в озерах, которые высохли 10 000 лет назад. Теперь рыба застряла в источниках, соленых болотах и в Дьявольской яме, подземном водоносном горизонте, доступном только по узкой трещине в скале.
Куколка Дьявольская дыра, один из первых видов, охраняемых в соответствии с Законом об исчезающих видах, является одним из самых редких животных в мире. В этом году насчитывалось менее ста человек, а в 2006 году его население составляло 38 человек.
4. Глубоководные вентиляционные отверстия
Глубоководные морские жерди являются прототипом странного места для жизни. Сложные экосистемы, впервые обнаруженные в 1977 году, процветают в полной темноте под сильным давлением, вызванным серой. Вентиляционные отверстия находятся на пересечении двух океанических плит. В отличие от большинства зон землетрясений и вулканов, где две плиты собираются вместе, вентиляционные отверстия - это места, где две плиты расходятся друг от друга. Вода просачивается в растрескавшуюся корку, собирает минералы и тепло и извергается из вентиляционных отверстий.
В нижней части пищевой цепи находятся микробы, которые получают энергию из химических веществ в вентиляционных каналах, обычно сероводорода. Были обнаружены сотни других видов, которые живут только в этих жерлах, в том числе различные трубчатые черви, ракушки, мидии и креветки.
3. В очень, очень старом возрасте
Бактерии, находящиеся в состоянии стресса, часто образуют споры, небольшие гранулы с оболочкой, которые содержат бактериальную ДНК и некоторые клеточные механизмы, но бездействующие. Споры могут очень долго переживать все виды травм - тепло, холод, гамма-излучение, ультрафиолетовое излучение, высокое давление, низкое давление. Сколько? Ну, были некоторые впечатляющие утверждения, некоторые из которых ученые все еще обсуждают.
В 1995 году ученые сообщили, что у них были выделены споры из кишечника пчелы в янтаре возрастом от 25 до 40 миллионов лет. Они сказали, что восстановили споры и вырастили из них бактерии.
Несколько лет спустя другая группа сообщила о том, что из кристаллов соли восстанавливают гораздо более старые споры - 250 миллионов лет.
Было много споров о претензиях, особенно о последней, потому что бактериальное загрязнение легко проникнуть даже глубоко в землю.
Совсем недавно ученые реанимировали бактерии, которые находились на льду в течение миллионов лет. Бактерии были приостановлены в самом старом льду на Земле, в долине Антарктиды. Те, кто был миллион или около того лет, возродились относительно легко, и некоторые из самых старых, которые были покрыты льдом 8 миллионов лет назад, также показали признаки жизни.
2. Самые холодные места на Земле
Технически на Земле есть более холодные места, чем в Арктике и Антарктике, но вам придется пойти в физическую лабораторию, чтобы найти их.
За пределами лаборатории ничто не так ужасно для теплокровного существа, как полярная зима. В Антарктике императорские пингвины проводят месяцы при температуре до -40 по Фаренгейту, в темноте, без еды, при инкубации яиц. Как им удается? Они являются понятием любящей страдания компании: они прижимаются друг к другу, делясь теплом и сводя к минимуму площадь поверхности своих тел, подверженную воздействию холода. Они также снижают скорость метаболизма примерно на 25 процентов и температуру ядра на несколько градусов.
На другом конце Земли редкая утка, называемая очками, нуждается в открытой воде, чтобы питаться, что неудобно, учитывая, что большая часть Арктики замерзает. Еще несколько лет назад ученые не знали, где эти гаги проводят свои зимы. Оказывается, они сжимаются в трещинах между пластинами морского льда, ныряя за моллюсками и делясь своим теплом, и, возможно, взбивают их небольшой кусочек открытой воды достаточно, чтобы он не замерз.
1. В стратосфере
Да, стратосфера - слой атмосферы Земли, который начинается примерно в шести милях над землей. Массовые пыльные бури из Сахары и других пустынь перемещают миллионы тонн почвы каждый год, и поразительное количество и разнообразие микробов отправляются в путь. Дейл Гриффин из Геологической службы США собрал микробы в пыли на высоте до 60000 футов (более 11 миль в высоту).
Что там? Бактерии, грибы, вирусы - сотни разных видов. Тревожно, что многие из идентифицированных микробов являются известными человеческими патогенами: Legionella (который вызывает болезнь Легионера), Staphylococcus (который вызывает стафилококковые инфекции), и многие микробы, которые вызывают заболевания легких при вдыхании (гм).
«Я был удивлен количеством жизнеспособных микроорганизмов, которые мы могли найти в очень небольших объемах воздуха, когда присутствовала пыль пустыни», - говорит Гриффин. «Если вы посмотрите, они есть - даже в самых экстремальных условиях».
