A Princeton kutatói felfedezték a baktériumok kolóniáját, amely több mint 3 km (2 mérföld) alatt helyezkedik el. Azáltal, hogy ilyen szélsőséges körülmények között él élettel, a tudósok megismerik azt, hogy milyen szokások támogathatják az életet.
A Princeton által vezetett kutatócsoport felfedezte a baktériumok izolált közösségét, közel két mérföldre a föld alatt, amely teljes energiáját a radioaktív kőzetek bomlásából, és nem a napfényből nyeri ki. A csapat tagjai szerint a lelet azt sugallja, hogy az élet hasonló szélsőséges körülmények között létezhet más világokban is.
A dél-afrikai aranybánya közelében található tápanyagokban gazdag talajvízben virágzó önellátó baktériumközösséget több millió évig elkülönítették a Föld felszínéről. Ez a mikrobák első olyan csoportját képviseli, amelyről ismert, hogy táplálkozás céljából kizárólag geológiailag előállított hidrogén- és kénvegyületektől függ. A baktériumok életének szélsőséges körülményei hasonlítanak a korai Föld körülményeihez, potenciálisan betekintést nyújtva a szervezetek természetébe, amelyek jóval azelőtt éltek, hogy bolygónk oxigén atmoszférája volt.
Kilenc együttműködő intézményből származó tudósoknak 2,8 kilométert kellett ásniuk a világ felszínén, hogy megtalálják ezeket a szokatlan mikrobákat, és a tudósok arra vetették a spekulációjukat, hogy hasonló körülmények között az élet létezhet a Naprendszer más részein is.
"Amit a folyémaim valóban kifolynak, az az, hogy a Mars felszíne alatt élhetünk életben" - mondta Tullis Onstott, a Princetoni Egyetem földtudományi professzora és a kutatócsoport vezetője. „Ezeket a baktériumokat sok millió év alatt levágták a Föld felszínétől, de olyan körülmények között fejlődtek, amelyekben a legtöbb organizmus az élet számára szellemetlennek tartja. Fenn tudják-e tartani ezeket a baktériumközösségeket, függetlenül attól, hogy mi történt a felszínen? Ha igen, felmerül annak a lehetősége, hogy az organizmusok még olyan bolygókon is életben maradhatnak, amelyek felülete már régen élettelen lett. ”
Onstott csapata közzétette eredményeit a Science folyóirat október 20-i számában. A kutatócsoport első szerzője, Li-Hung Lin, aki számos elemzést végzett Princeton doktoranduszként, majd posztdoktori kutatóként a Carnegie Intézetnél.
"Ezek a baktériumok valóban egyediek, a szó legtisztább értelemében" - mondta Lin, most a Tajvani Nemzeti Egyetemen. „Tudjuk, hogy a baktériumok mennyire elszigeteltek, mert az általuk élõ víz elemzése azt mutatta, hogy a víz nagyon régi, és a felszíni víz nem oldotta meg. Megállapítottuk továbbá, hogy a környezetben a szénhidrogének nem szokás szerint élő szervezetekből származnak, és a légzésükhöz szükséges hidrogén forrása a víz urán, torium és kálium radioaktív bomlásával történő bomlásából származik. ”
Mivel a talajvíz, amelyből a csoport vett mintát a baktériumok megtalálására, több különböző forrásból származik, továbbra is nehéz meghatározni, hogy a baktériumok mennyi ideig izoláltak-e. A csapat becslése szerint az időkeret valahol három és 25 millió év közötti lesz, ami azt jelenti, hogy az élő dolgok még jobban alkalmazkodóképesek, mint gondoltuk.
„Meglepően keveset tudunk a földi élet eredetéről, fejlődéséről és korlátairól” - mondta Lisa Pratt biogeochemista, aki az Indiana University Bloomington hozzájárulását jelentette a projekthez. „A tudósok csak most kezdik megvizsgálni az óceán legmélyebb részeiben élő különféle organizmusokat, és a Földön a sziklás kéreg gyakorlatilag még felfedezetlen a felszín alatt, több mint fél kilométer mélységben. Azok a szervezetek, amelyeket ebben a cikkben leírunk, teljesen más világban élnek, mint amit a felszínen ismerünk. ”
Ez a föld alatti világ - mondta Onstott - egy könnyű meleg, nyomás alatt álló sós víz medence, amely kén- és ártalmas gázokat bocsát ki az emberek számára, és nem lélegezhetők. De az újonnan felfedezett baktériumok, amelyek távoli kapcsolatban vannak a mikroorganizmusok Firmicutes megoszlásával, amelyek a tenger alatti hidrotermikus szellőzőnyílások közelében vannak, virágoznak ott.
"A sugárzás lehetővé teszi sok kénvegyület előállítását, amelyet ezek a baktériumok nagy energiafelhasználású táplálékforrásként használhatnak" - mondta Onstott. "Nekik ez olyan, mint burgonya chips."
A kutatócsoport megérkezése azonban egy anyagot hozott a föld alatti világba, amely - bár az emberi túlélés szempontjából létfontosságú - a mikrobák számára végzetesnek bizonyult - a felszínről származó levegő.
"Úgy tűnik, hogy ezeknek a kritikusoknak valódi problémája van az oxigénnek való kitettséggel" - mondta Onstott. „Úgy tűnik, hogy nem tarthatjuk életben őket, miután mintavételeztük őket. De mivel ez a környezet annyira hasonlít a korai Földre, ez megmutatja nekünk, hogy milyen lények létezhetnek még azelőtt, hogy oxigén atmoszféránk volt.
Onstott elmondta, hogy több százmillió évvel ezelőtt a bolygó első baktériumai közül néhány hasonló körülmények között virágzott, és hogy az újonnan felfedezett mikrobák felvilágosíthatják a földi élet eredetének kutatását.
"Ezek a baktériumok valószínűleg közel állnak a fa alapjához az élet baktériumtartományában" - mondta. „Lehet, hogy genealógiailag nagyon ősiek. Ahhoz, hogy megtudjuk, összehasonlítanunk kell őket más szervezetekkel, mint például a Firmicutes és más, a mélytengeri nyílásokból vagy meleg forrásokból származó hőszeretes lényekkel. ”
Onstott szerint a kutatócsoport 3,8 kilométerre egy kis laboratóriumot épít fel a felszín alatt a Witwatersrand régióban az újonnan felfedezett ökoszisztéma további tanulmányozása céljából. más bolygókon.
"Nagy kérdés számomra az, hogy ezek a lények hogyan tudják fenntartani magukat?" - mondta Onstott. „Kiderült-e ez a baktériumtörzs minden olyan tulajdonsággal, amelyre szüksége van a túléléshez, vagy más baktériumfajokkal működik együtt? Biztos vagyok benne, hogy több meglepetésük lesz számunkra, és egy nap megmutathatják, hogyan és hol keressük a mikrobákat másutt. ”
A munka további szerzői közé tartozik Johanna Lipmann-Pipke (GeoForschungsZentrum, Potsdam, Németország); Erik Boice, az Indianai Egyetem; Barbara Sherwood Lollar, a torontói egyetem; Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen és Todd Z. DeSantis, a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium, Berkeley, Kalifornia; Duane P. Moser a Las Vegas-i sivatagi Kutatóintézetből; és Dave Kershaw a Mponeng-bányából, Anglo Gold, Johannesburg, Dél-Afrika.
Pratt és Onstott évek óta együttműködnek az Indiana-Princeton-Tennessee Astrobiológiai Intézet (IPTAI) részeként, egy NASA által finanszírozott kutatóközpontban, amely a sziklákban és a mély talajvízben való élet észlelésére szolgáló eszközök és szondák tervezésére összpontosított a Föld felszín alatti kutatásának tervezése során. Mars. Az IPTAI NASA-nak adott ajánlásai a tudományos jelentésben tárgyalt eredményekre fognak támaszkodni.
Ezt a munkát a Nemzeti Tudományos Alapítvány, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma, a Tajvani Nemzeti Tudományos Tanács, a kanadai Természettudományi és Műszaki Kutatási Tanács, a Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Német Kutatási Alapítvány) és a Killam Ösztöndíjprogram támogatása is támogatta. .
Eredeti forrás: Princeton University sajtóközlemény
