Οι ερευνητές του Princeton ανακάλυψαν μια αποικία βακτηρίων που ζει πάνω από 3 χλμ. (2 μίλια) υπόγεια. Βρίσκοντας τη ζωή σε αυτές τις ακραίες συνθήκες, οι επιστήμονες διευρύνουν την κατανόησή τους για το τι είδους συνήθειες μπορούν να στηρίξουν τη ζωή.
Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Princeton ανακάλυψε μια απομονωμένη κοινότητα βακτηρίων σχεδόν δύο μιλίων υπόγεια που αντλεί όλη την ενέργειά της από την αποσύνθεση ραδιενεργών πετρωμάτων παρά από το φως του ήλιου. Σύμφωνα με μέλη της ομάδας, το εύρημα δείχνει ότι η ζωή μπορεί να υπάρχει σε παρόμοιες ακραίες συνθήκες ακόμη και σε άλλους κόσμους.
Η αυτοσυντηρούμενη κοινότητα βακτηριδίων, που ευδοκιμεί σε υπόγεια νερά πλούσια σε θρεπτικά συστατικά που βρέθηκαν κοντά σε ορυχείο χρυσού της Νότιας Αφρικής, έχει απομονωθεί από την επιφάνεια της Γης για αρκετά εκατομμύρια χρόνια. Αντιπροσωπεύει την πρώτη ομάδα μικροβίων που είναι γνωστό ότι εξαρτώνται αποκλειστικά από γεωλογικά παραγόμενες ενώσεις υδρογόνου και θείου για τροφή. Οι ακραίες συνθήκες υπό τις οποίες ζουν τα βακτήρια μοιάζουν με εκείνες της πρώιμης Γης, προσφέροντας δυνητικά πληροφορίες για τη φύση των οργανισμών που έζησαν πολύ πριν ο πλανήτης μας είχε ατμόσφαιρα οξυγόνου.
Οι επιστήμονες, οι οποίοι προέρχονταν από εννέα συνεργαζόμενα ιδρύματα, έπρεπε να σκάσουν 2,8 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια του κόσμου μας για να βρουν αυτά τα ασυνήθιστα μικρόβια, οδηγώντας τους επιστήμονες στις εικασίες τους ότι η ζωή θα μπορούσε να υπάρχει σε παρόμοιες περιστάσεις αλλού στο ηλιακό σύστημα.
«Αυτό που πραγματικά ρέει οι χυμοί μου είναι η πιθανότητα ζωής κάτω από την επιφάνεια του Άρη», δήλωσε ο Tullis Onstott, καθηγητής γεωεπιστημών του Πανεπιστημίου Πρίνστον και ηγέτης της ερευνητικής ομάδας. «Αυτά τα βακτήρια έχουν αποκοπεί από την επιφάνεια της Γης για πολλά εκατομμύρια χρόνια, αλλά έχουν αναπτυχθεί σε συνθήκες που οι περισσότεροι οργανισμοί θα θεωρούσαν αφιλόξενοι στη ζωή. Θα μπορούσαν αυτές οι βακτηριακές κοινότητες να διατηρηθούν ανεξάρτητα από το τι συνέβη στην επιφάνεια; Εάν ναι, αυξάνει την πιθανότητα οι οργανισμοί να μπορούν να επιβιώσουν ακόμη και σε πλανήτες των οποίων οι επιφάνειες έχουν γίνει από καιρό άψυχοι ».
Η ομάδα του Onstott δημοσίευσε τα αποτελέσματά της στο τεύχος 20 Οκτωβρίου του περιοδικού Science. Η ερευνητική ομάδα περιλαμβάνει τον πρώτο συγγραφέα Li-Hung Lin, ο οποίος πραγματοποίησε πολλές από τις αναλύσεις ως διδακτορικός φοιτητής στο Princeton και στη συνέχεια ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Carnegie Institution.
«Αυτά τα βακτήρια είναι πραγματικά μοναδικά, με την πιο αγνή έννοια της λέξης», δήλωσε ο Λιν, τώρα στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Ταϊβάν. «Γνωρίζουμε πόσο απομονωμένα ήταν τα βακτήρια επειδή οι αναλύσεις του νερού στο οποίο ζουν έδειξαν ότι είναι πολύ παλιά και δεν έχει αραιωθεί από τα επιφανειακά νερά. Επιπλέον, διαπιστώσαμε ότι οι υδρογονάνθρακες στο περιβάλλον δεν προέρχονταν από ζωντανούς οργανισμούς, όπως είναι συνήθως, και ότι η πηγή του υδρογόνου που απαιτείται για την αναπνοή τους προέρχεται από την αποσύνθεση του νερού με ραδιενεργή διάσπαση ουρανίου, θορίου και καλίου. "
Επειδή τα υπόγεια ύδατα που η ομάδα δειγματοληψία για να βρει τα βακτήρια προέρχεται από διάφορες πηγές, παραμένει δύσκολο να προσδιοριστεί συγκεκριμένα πόσο καιρό έχουν απομονωθεί τα βακτήρια. Η ομάδα εκτιμά ότι το χρονικό πλαίσιο είναι κάπου μεταξύ τριών και 25 εκατομμυρίων ετών, υπονοώντας ότι τα έμβια όντα είναι ακόμη πιο προσαρμόσιμα από ό, τι φανταζόταν μια φορά.
«Γνωρίζουμε απροσδόκητα λίγα για την προέλευση, την εξέλιξη και τα όρια της ζωής στη Γη», δήλωσε η βιογεωχημική Lisa Pratt, η οποία οδήγησε τη συμβολή του Πανεπιστημίου της Ιντιάνα στο Bloomington. «Οι επιστήμονες μόλις αρχίζουν να μελετούν τους διαφορετικούς οργανισμούς που ζουν στα βαθύτερα μέρη του ωκεανού και ο βραχώδης φλοιός στη Γη είναι σχεδόν ανεξερεύνητος σε βάθη πάνω από μισό χιλιόμετρο κάτω από την επιφάνεια. Οι οργανισμοί που περιγράφουμε σε αυτό το άρθρο ζουν σε έναν εντελώς διαφορετικό κόσμο από αυτόν που γνωρίζουμε στην επιφάνεια. "
Αυτός ο υπόγειος κόσμος, είπε ο Onstott, είναι μια άκαμπτη δεξαμενή ζεστού, πεπιεσμένου θαλασσινού νερού που βρωμάει θείο και επιβλαβή αέρια που οι άνθρωποι θα βρίσκουν αναπνέει. Αλλά τα πρόσφατα ανακαλυφθέντα βακτήρια, τα οποία σχετίζονται μακρινά με τη διαίρεση των μικροβίων Firmicutes που υπάρχουν κοντά στις υποθαλάσσιες υδροθερμικές οπές, ευδοκιμούν εκεί.
«Η ακτινοβολία επιτρέπει την παραγωγή πολλών ενώσεων θείου που αυτά τα βακτήρια μπορούν να χρησιμοποιήσουν ως πηγή τροφής υψηλής ενέργειας», δήλωσε ο Onstott. "Για αυτούς, είναι σαν να τρώτε πατατάκια."
Αλλά η άφιξη της ερευνητικής ομάδας έφερε μια ουσία στον υπόγειο κόσμο που, αν και ζωτικής σημασίας για την ανθρώπινη επιβίωση, αποδείχθηκε μοιραία για τα μικρόβια - τον αέρα από την επιφάνεια.
«Αυτοί οι δημιουργοί φαίνεται να έχουν πραγματικό πρόβλημα με την έκθεση στο οξυγόνο», δήλωσε ο Onstott. «Δεν φαίνεται να τους κρατούμε ζωντανούς αφού τα δοκιμάσουμε. Αλλά επειδή αυτό το περιβάλλον μοιάζει πολύ με την πρώιμη Γη, μας δίνει μια ιδέα για το είδος των πλασμάτων που θα μπορούσαν να υπήρχαν πριν είχαμε μια ατμόσφαιρα οξυγόνου. "
Ο Onstott είπε ότι πριν από πολλές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, μερικά από τα πρώτα βακτήρια στον πλανήτη μπορεί να έχουν ευδοκιμήσει σε παρόμοιες συνθήκες και ότι τα πρόσφατα ανακαλυφθέντα μικρόβια θα μπορούσαν να ρίξουν φως στην έρευνα για την προέλευση της ζωής στη Γη.
«Αυτά τα βακτήρια είναι πιθανώς κοντά στη βάση του δέντρου για το βακτηριακό πεδίο της ζωής», είπε. «Μπορεί να είναι γενεαλογικά αρκετά αρχαίοι. Για να το μάθουμε, θα πρέπει να τα συγκρίνουμε με άλλους οργανισμούς όπως το Firmicutes και άλλα τέτοια πλάσματα που αγαπούν τη θερμότητα από αεραγωγούς βαθιάς θάλασσας ή θερμές πηγές. "
Η ερευνητική ομάδα χτίζει ένα μικρό εργαστήριο 3,8 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια στην περιοχή Witwatersrand της Νότιας Αφρικής για να πραγματοποιήσει περαιτέρω μελέτη του πρόσφατα ανακαλυφθέντος οικοσυστήματος, δήλωσε ο Onstott, ο οποίος ελπίζει ότι τα ευρήματα θα είναι χρήσιμα όταν αποστέλλονται μελλοντικοί διαστημικοί ανιχνευτές για να αναζητήσουν ζωή. σε άλλους πλανήτες.
«Ένα μεγάλο ερώτημα για μένα είναι, πώς αυτά τα πλάσματα συντηρούνται;» Ο Onstott είπε. «Έχει εξελιχθεί αυτό το στέλεχος βακτηρίων για να έχει όλα τα χαρακτηριστικά που χρειάζεται για να επιβιώσει από μόνη της ή εργάζεται με άλλα είδη βακτηρίων; Είμαι σίγουρος ότι θα έχουν περισσότερες εκπλήξεις για εμάς και μπορεί να μας δείξουν μια μέρα πώς και πού να αναζητήσουμε μικρόβια αλλού. "
Άλλοι συγγραφείς αυτού του έργου περιλαμβάνουν την Johanna Lipmann-Pipke της GeoForschungsZentrum, Πότσνταμ, Γερμανία. Erik Boice του Πανεπιστημίου της Ιντιάνα; Barbara Sherwood Lollar του Πανεπιστημίου του Τορόντο. Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen and Todd Z. DeSantis του Εθνικού Εργαστηρίου Lawrence Berkeley, Berkeley, Calif .; Duane P. Moser του Desert Research Institute, Λας Βέγκας; και Dave Kershaw από το Mponeng Mine, Anglo Gold, Γιοχάνεσμπουργκ, Νότια Αφρική.
Οι Pratt και Onstott συνεργάζονται εδώ και χρόνια ως μέρος του Ινστιτούτου Αστροβιολογίας Indiana-Princeton-Tennessee (IPTAI), ενός ερευνητικού κέντρου που χρηματοδοτείται από τη NASA και επικεντρώθηκε στη σχεδίαση οργάνων και ανιχνευτών για ανίχνευση ζωής σε βράχους και βαθιά υπόγεια ύδατα στη Γη κατά τη διάρκεια σχεδιασμού για εξερεύνηση κάτω από την επιφάνεια Αρης. Οι συστάσεις του IPTAI προς τη NASA θα βασιστούν σε ευρήματα που συζητήθηκαν στην έκθεση Science.
Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε επίσης από επιχορηγήσεις από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, το Εθνικό Συμβούλιο Επιστημών της Ταϊβάν, το Συμβούλιο Έρευνας Φυσικών Επιστημών και Μηχανικών του Καναδά, το Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) και το Πρόγραμμα Υποτροφιών Killam .
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο τύπου για το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον
