Vedci z Princetonu objavili kolóniu baktérií, ktorá žije pod 3 km (2 míle) pod zemou. Tým, že vedci nájdu život v týchto extrémnych podmienkach, rozširujú svoje chápanie toho, aké zvyky môžu život podporiť.
Výskumná skupina pod vedením Princetonu objavila izolovanú komunitu baktérií takmer dve kilometre pod zemou, ktorá všetku svoju energiu získava skôr z rozpadu rádioaktívnych hornín než zo slnečného žiarenia. Podľa členov tímu nález naznačuje, že život môže existovať v podobne extrémnych podmienkach aj na iných svetoch.
Samonosná bakteriálna komunita, ktorá sa darí v podzemných vodách bohatých na živiny nachádzajúcich sa v blízkosti juhoafrického zlatého bane, bola izolovaná od zemského povrchu už niekoľko miliónov rokov. Predstavuje prvú skupinu mikróbov, o ktorých je známe, že sú závislé výlučne od geologicky vyrábaných zlúčenín vodíka a síry. Extrémne podmienky, za ktorých baktérie žijú, nesú podobnosť s tými, ktoré pochádzajú z ranej Zeme, čo potenciálne ponúka pohľad na povahu organizmov, ktoré žili dlho predtým, ako naša planéta mala kyslíkovú atmosféru.
Vedci, ktorí pochádzajú z deviatich spolupracujúcich inštitúcií, museli niesť 2,8 km pod povrchom nášho sveta, aby našli tieto neobvyklé mikróby, čo viedlo vedcov k ich špekuláciám, že život môže existovať za podobných okolností kdekoľvek inde v slnečnej sústave.
„Skutočne mi tečú šťavy je možnosť života pod povrchom Marsu,“ povedal Tullis Onstott, profesor geovedy na Princetonskej univerzite a vedúci výskumného tímu. „Tieto baktérie boli odrezané od povrchu Zeme po mnoho miliónov rokov, ale prosperovali v podmienkach, ktoré by väčšina organizmov považovala za nehostinné pre život. Dokážu sa tieto bakteriálne spoločenstvá udržať bez ohľadu na to, čo sa stalo na povrchu? Ak áno, zvyšuje sa tým možnosť, že organizmy prežijú dokonca aj na planétach, ktorých povrchy sú už dávno bez života. “
Tím spoločnosti Onstott zverejnil svoje výsledky v 20. čísle časopisu Science. Do výskumnej skupiny patrí prvý autor Li-Hung Lin, ktorý vykonal mnohé analýzy ako doktorand v Princetone a potom ako postdoktorand v Carnegie Institution.
„Tieto baktérie sú skutočne jedinečné v tom najčistejšom zmysle slova,“ povedal Lin, teraz na National Taiwan University. „Vieme, ako izolované boli baktérie, pretože analýzy vody, v ktorej žijú, ukázali, že je veľmi stará a nebola rozriedená povrchovou vodou. Okrem toho sme zistili, že uhľovodíky v prostredí nepochádzajú zo živých organizmov, ako je to obvyklé, a že zdroj vodíka potrebný na ich dýchanie pochádza z rozkladu vody rádioaktívnym rozkladom uránu, tória a draslíka. ““
Pretože podzemná voda, z ktorej tím odoberal vzorky, aby zistila prítomnosť baktérií, pochádza z niekoľkých rôznych zdrojov, je ťažké presne určiť, ako dlho boli baktérie izolované. Tím odhaduje, že časový rámec bude niekde medzi 3 a 25 miliónmi rokov, z čoho vyplýva, že živé veci sú ešte prispôsobivejšie, ako sa pôvodne myslelo.
„O pôvode, vývoji a limitoch života na Zemi vieme prekvapivo,“ uviedla biogeochemička Lisa Pratt, ktorá viedla príspevok k Indiana University Bloomington. „Vedci práve začínajú študovať rôzne organizmy žijúce v najhlbších častiach oceánu a skalná kôra na Zemi je prakticky nepreskúmaná v hĺbkach viac ako pol kilometra pod hladinou. Organizmy, ktoré popisujeme v tomto článku, žijú v úplne inom svete, ako je ten, ktorý poznáme na povrchu. “
Onstott povedal, že tento podzemný svet je bezľahkým bazénom horúcej slanej vody pod tlakom, ktorá páchne sírou a škodlivými plynmi, ktoré by ľudia považovali za neriešiteľné. Ale novoobjavené baktérie, ktoré sú vzdialene spojené s rozdelením mikróbov firmy Firmicutes, ktoré existujú v blízkosti podmorských hydrotermálnych prieduchov, sa tu darí.
"Žiarenie umožňuje produkciu množstva zlúčenín síry, ktoré môžu tieto baktérie použiť ako vysokoenergetický zdroj potravín," uviedol Onstott. "Pre nich je to ako jesť zemiakové lupienky."
Ale príchod výskumného tímu priniesol do podzemného sveta jednu látku, ktorá, hoci je životne dôležitá pre prežitie človeka, sa pre mikróby ukázala ako osudná - vzduch z povrchu.
"Zdá sa, že títo tvorovia majú skutočný problém s vystavením kyslíku," uviedol Onstott. „Zdá sa, že ich nedokážeme udržať nažive, keď ich odoberieme. Ale pretože toto prostredie je také isté ako na začiatku Zeme, dáva nám prehľad o tom, aký druh tvorov mohol existovať skôr, ako sme mali kyslíkovú atmosféru. “
Onstott povedal, že pred mnohými stovkami miliónov rokov mohli niektoré z prvých baktérií na planéte prosperovať v podobných podmienkach, a že novoobjavené mikróby môžu objasniť výskum pôvodov života na Zemi.
"Tieto baktérie sú pravdepodobne blízko základne stromu pre bakteriálnu doménu života," uviedol. „Môžu byť genealogicky dosť starí. Aby sme to zistili, budeme ich musieť porovnávať s inými organizmami, ako sú Firmicutes a iné podobné bytosti, ktoré milujú teplo, z hlbokých morských prieduchov alebo horúcich prameňov. ““
Výskumný tím stavia malé laboratórium 3,8 km pod povrchom v južnej Afrike Witwatersrand, aby uskutočnil ďalšie štúdium novoobjaveného ekosystému. na iných planétach.
"Veľkou otázkou pre mňa je, ako sa tieto bytosti udržujú?" Onstott povedal. „Vyvinul sa tento jeden kmeň baktérií, aby mal všetky vlastnosti, ktoré potrebuje na prežitie, alebo pracujú s inými druhmi baktérií? Som si istý, že pre nás budú mať viac prekvapení a jedného dňa nám môžu ukázať, ako a kde hľadať mikróby inde. “
Ďalšími autormi tejto práce sú Johanna Lipmann-Pipke z GeoForschungsZentrum, Postupim, Nemecko; Erik Boice z Indiana University; Barbara Sherwood Lollar z University of Toronto; Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen a Todd Z. DeSantis z Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA, USA; Duane P. Moser z Desert Research Institute, Las Vegas; a Dave Kershaw z bane Mponeng, Anglo Gold, Johannesburg, Južná Afrika.
Pratt a Onstott spolupracujú roky v rámci Astrobiologického inštitútu Indiana-Princeton-Tennessee (IPTAI), výskumného centra financovaného NASA, zameraného na navrhovanie nástrojov a sond na detekciu života v horninách a hlbokej podzemnej vode na Zemi pri plánovaní prieskumu podpovrchového prieskumu mars. Odporúčania IPTAI pre NASA budú vychádzať zo zistení diskutovaných v správe Science.
Túto prácu podporili aj granty od Národnej vedeckej nadácie, Ministerstva energetiky USA, Taiwanskej národnej vedeckej rady, Kanadskej rady prírodných vied a strojárskeho výskumu, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Nemecká výskumná nadácia) a programu Killam Fellowships Programme. ,
Pôvodný zdroj: Princeton University News Release
