Życie na naszej planecie sięga głębiej, niż sądziliśmy. Jest nawet 500 metrów pod dnem oceanu

Spis treści:

1. Życie bardzo pierwotne
2. Podział raz na tysiąc lat
3. Kopalniani kosmici

W ramach ambitnego 8-letniego badania, międzynarodowa grupa badaczy odnalazła niezwykłe bogactwo mikrobów żyjących pod powierzchnią naszej planety, głębiej niż cokolwiek, co odkryliśmy wcześniej.

Badania, prowadzone przez mikrobiologa dr. Emila Ruffa z Woods Hole Oceanographic Institution w USA i bioinformatyczkę dr Isabellę Hrabe de Angelis z Max Planck Institute for Chemistry w Niemczech, prowadzone były w 50 lokalizacjach na całym świecie.

Naukowcy przeanalizował próbki pobrane z powierzchni i pod powierzchnią Ziemi, a także z miejsc takich jak jaskinie, a nawet głębinowe kominy hydrotermalne. Próbki podpowierzchniowe były pobierane m.in. z odwiertów, z kopalni i z warstw wodonośnych.

Życie bardzo pierwotne

W badaniu oceniono różnorodność drobnoustrojów wśród 478 grup archeonów i 964 szczepów bakterii, a także 147 metagenomów, czyli zbiorów materiału genetycznego (DNA) pobranego bezpośrednio ze środowiska, obejmujący wszystkie mikroorganizmy obecne w danym ekosystemie – zarówno te, które można hodować w laboratorium, jak i te, których nie da się wyizolować w tradycyjnych warunkach.

– Powszechne uważa się, że im głębiej pod powierzchnią Ziemi, tym mniejszy dostęp do energii, a tym samym mniejsza liczba komórek, które mogą przetrwać. Ale nasze badania jawnie wykazują, że w niektórych środowiskach podpowierzchniowych różnorodność może z łatwością rywalizować, jeśli nie przewyższać, różnorodność na powierzchni – wyjaśnia główny autor badania dr Emil Ruff.

Jego słowa odnoszą się przede wszystkim do drobnoustrojów żyjących w środowisku morskim oraz tych z kategorii taksonomicznej archaea. Archaea to jednokomórkowe mikroorganizmy należące do jednej z trzech głównych domen życia (obok bakterii i eukariontów).

Są to organizmy prokariotyczne, co oznacza, że nie posiadają jądra komórkowego ani organelli obłonionych, ale pod wieloma względami różnią się zarówno od bakterii, jak i eukariontów. Im głębiej zaglądali badacze, tym bardziej dostrzegali, że różnorodność bakterii w podpowierzchniowych środowiskach morskich była nieoczekiwanie wysoka w porównaniu do ekosystemów powierzchniowych.

Podział raz na tysiąc lat

Jednak to podpowierzchniowe życie toczy się w zupełnie inny sposób, niż to na powierzchni naszej planety. Przede wszystkim przy braku światła słonecznego ilość możliwej do pozyskania energii jest niewielka. W dodatku musi być ona pozyskiwana z otaczających materiałów i ich reakcji chemicznych: wodoru, metanu, siarki, serpentynizacji, martwych (lub żywych) ciał sąsiednich drobnoustrojów, a nawet radioaktywności. Naukowcy szacują, że niektóre komórki w głębokiej biosferze dzielą się tylko raz na tysiąc lat!

– Jest to ewolucyjne przystosowanie do absolutnego zminimalizowania zapotrzebowania na energię oraz zoptymalizowanie każdej części metabolizmu, aby był jak najbardziej energooszczędny – mówi dr Ruff.

Kopalniani kosmici

Analizy wykazały wyraźne różnice w składzie ekosystemów morskich i lądowych, niezależnie od siedliska powierzchniowego lub podpowierzchniowego. Zespół zauważa, że dostępnych było wręcz zbyt wiele danych dla niektórych środowisk, na przykład powierzchni morza, podczas gdy dane były rzadkie lub ich brakowało dla innych środowisk, takich jak jaskinie lub gleby.

Ośmioletnie badanie, dzięki któremu dowiedzieliśmy się jak głęboko może istnieć życie, jest pierwszym krokiem do wypełnienia tej luki. Poza tym jest znakomitym prognostykiem dla poszukiwania życia pozaziemskiego na planetach, na których w pewnym momencie ich ewolucji mogły być warunki do podtrzymania procesów życiowych. Mowa na przykład o Marsie lub o Wenus, planetach leżących w tzw. ekosferze wokół naszej gwiazdy.

– Jeśli życie może istnieć na głębokości kilku kilometrów pod powierzchnią naszej planety, może tak samo stało się w światach pozaziemskich. Zrozumienie tego, jak życie zaistniało i przetrwało w tak ekstremalnym ziemskim środowisku, może stać się podstawą do odkrycia, czy życie istniało, a może też przetrwało np. na Marsie – komentuje dr Ruff.

Tym bardziej, że wiemy już, iż np. na Marsie istniała woda w stanie ciekłym. Przesiąkając przez skały mogła pomóc tworzyć podpowierzchniowe siedliska bardzo podobne do tych odkrytych właśnie na Ziemi. Wygląda na to, że aby odnaleźć „kosmitów”, będziemy musieli kopać naprawdę głęboko.

Źródło: Science Advances

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.