Raziskovalci iz Princetona so odkrili kolonijo bakterij, ki živi več kot 3 km pod zemljo. Z iskanjem življenja v teh ekstremnih razmerah znanstveniki širijo svoje razumevanje, katere vrste navad lahko podpirajo življenje.
Raziskovalna skupina, ki jo vodi Princeton, je odkrila izolirano skupnost bakterij skoraj dve milji pod zemljo, ki črpa vso svojo energijo iz razpada radioaktivnih kamnin in ne iz sončne svetlobe. Po ugotovitvah članov skupine najdemo, da bi lahko življenje obstajalo v podobno ekstremnih razmerah tudi na drugih svetovih.
Samoodporna bakterijska skupnost, ki uspeva v podtalnici, bogata s hranili, najdena v bližini južnoafriškega rudnika zlata, je bila več milijonov milijonov let izolirana s Zemljinega površja. Predstavlja prvo skupino mikrobov, za katere je znano, da so odvisni izključno od geološko proizvedenih vodikovih in žveplovih spojin za prehrano. Ekstremni pogoji, v katerih bakterije živijo, so podobni tistim z zgodnje Zemlje, kar lahko ponuja vpogled v naravo organizmov, ki so živeli že dolgo, preden je naš planet imel kisikovo atmosfero.
Znanstveniki, ki prihajajo iz devetih sodelujočih institucij, so morali pokopati 2,8 kilometra pod površjem našega sveta, da bi našli te nenavadne mikrobe, zaradi česar so znanstveniki ugibali, da lahko življenje v podobnih okoliščinah obstaja tudi drugje v osončju.
"Moja sokova resnično teče je možnost življenja pod površjem Marsa," je dejal Tullis Onstott, profesor geoznanosti z univerze v Princetonu in vodja raziskovalne skupine. "Te bakterije so bile odstranjene s površja Zemlje že več milijonov let, vendar uspevajo v razmerah, ki jih večina organizmov meni, da so neprimerne za življenje. Ali bi se te bakterijske skupnosti lahko vzdržale, ne glede na to, kaj se je zgodilo na površini? V tem primeru se poveča možnost, da bi organizmi preživeli tudi na planetih, katerih površine so že zdavnaj postale brez življenja. "
Onstottova ekipa je svoje rezultate objavila v številki revije Science z dne 20. oktobra. V raziskovalno skupino je najprej avtor Li-Hung Lin, ki je veliko analiz opravil kot doktorski študent na Princetonu in nato kot podoktorski raziskovalec na Carnegie instituciji.
"Te bakterije so resnično edinstvene, v najčistejšem pomenu besede," je dejal Lin, zdaj na nacionalni tajvanski univerzi. "Vemo, kako izolirane so bile bakterije, ker so analize vode, v kateri živijo, pokazale, da je stara in da je površinska voda ni razredčena. Poleg tega smo ugotovili, da ogljikovodiki v okolju ne prihajajo iz živih organizmov, kot je običajno, in da vir vodika, potrebnega za njihovo dihanje, prihaja iz razkroja vode z radioaktivnim razpadanjem urana, torija in kalija. "
Ker podzemna voda, ki jo je skupina vzorčila za iskanje bakterij, izvira iz več različnih virov, je težko natančno določiti, kako dolgo so bile bakterije izolirane. Skupina ocenjuje, da je časovni okvir nekje med tremi in 25 milijoni let, kar pomeni, da so živa bitja še bolj prilagodljiva, kot so nekoč mislili.
"O izvoru, evoluciji in omejitvah za življenje na Zemlji presenetljivo malo vemo," je povedala biogeokemičarka Lisa Pratt, ki je vodila prispevek univerze Indiana Bloomington k projektu. "Znanstveniki šele začenjajo preučevati raznolike organizme, ki živijo v najglobljih delih oceana, kamnita skorja na Zemlji pa je skoraj globina več kot pol kilometra pod površjem skoraj neraziskana. Organizmi, ki jih opisujemo v tem prispevku, živijo v popolnoma drugačnem svetu, kot ga poznamo na površju. "
Ta podzemni svet, je dejal Onstott, je brezvetrni bazen vroče slane vode pod pritiskom, ki smrdi po žveplu in škodljivih plinih, ki bi jih človek lahko dojel. Toda na novo odkrite bakterije, ki so na daljavo povezane z razdelitvijo mikrobov Firmicutes, ki obstajajo v bližini podmorske hidrotermalne odprtine, cvetijo tam.
"Sevanje omogoča proizvodnjo veliko žveplovih spojin, ki jih te bakterije lahko uporabljajo kot visoko energijski vir hrane," je dejal Onstott. "Zanje je tako, kot da bi jedli krompirjev čips."
Toda prihod raziskovalne skupine je v podzemni svet vnesel eno snov, ki se je za mikrobe, čeprav življenjsko pomembna, izkazala za usodno - zrak s površine.
"Zdi se, da imajo ti dejavniki resnično težavo pri izpostavljenosti kisiku," je dejal Onstott. "Ne moremo videti, da jih ohranjamo žive, potem ko jih vzorčimo. A ker je to okolje tako podobno kot zgodnja Zemlja, nam pomaga, kakšna bitja bi lahko obstajala, preden smo imeli kisikovo atmosfero. "
Onstott je dejal, da so pred več stotimi milijoni let nekatere prve bakterije na planetu uspevale v podobnih razmerah in da bi lahko novo odkriti mikrobi osvetlili raziskave o izvoru življenja na Zemlji.
"Te bakterije so verjetno blizu dna drevesa za bakterijsko področje življenja," je dejal. "Morda so genealoško precej starodavni. Da bi to ugotovili, jih bomo morali primerjati z drugimi organizmi, kot so Firmicutes in druga taka ljubeča bitja iz globokovodnih odprtin ali vrelcev. "
Raziskovalna skupina gradi majhen laboratorij 3,8 kilometra pod površjem v regiji Witwatersrand v Južni Afriki, da bi izvedla nadaljnjo raziskavo novo odkritega ekosistema, je dejal Onstott, ki upa, da bodo te ugotovitve uporabne, ko bodo bodoče vesoljske sonde poslane iskati življenje na drugih planetih.
"Veliko vprašanje zame je, kako se ta bitja vzdržujejo?" Je dejal Onstott. "Ali se je ta sev bakterij razvil, da ima vse lastnosti, ki jih potrebuje za preživetje sam, ali delajo z drugimi vrstami bakterij? Prepričan sem, da nas bodo čakali več presenečenj in nam bodo nekega dne lahko pokazali, kako in kje drugje iskati mikrobe. "
Drugi avtorji tega dela so Johanna Lipmann-Pipke iz GeoForschungsZentrum, Potsdam, Nemčija; Erik Boice z univerze Indiana; Barbara Sherwood Lollar z univerze v Torontu; Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen in Todd Z. DeSantis iz nacionalnega laboratorija Lawrencea Berkeleyja, Berkeley, Calif; Duane P. Moser z Desert Research Institute, Las Vegas; in Dave Kershaw iz rudnika Mponeng, Anglo Gold, Johannesburg, Južna Afrika.
Pratt in Onstott že leta sodelujeta kot del Inštituta za astrobiologijo Indiana-Princeton-Tennessee (IPTAI), ki ga je financiral NASA, in se osredotočil na načrtovanje instrumentov in sond za odkrivanje življenja v kamninah in globokih podzemnih vodah na Zemlji med načrtovanjem raziskovanja podzemlja. Mars. Priporočila IPTAI za NASA bodo temeljila na ugotovitvah, obravnavanih v znanstvenem poročilu.
To delo so podprle tudi štipendije Nacionalne znanstvene fundacije, ameriškega ministrstva za energijo, tajvanskega nacionalnega znanstvenega sveta, sveta za naravoslovne in inženirske raziskave Kanade, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, nemška raziskovalna fundacija) in programa štipendij Killam .
Izvirni vir: Newsston Release University
