Princetoni teadlased on avastanud bakterikoloonia, mis elab enam kui 3 km (2 miili) maa all. Leides elu nendes ekstreemsetes tingimustes, laiendavad teadlased mõistmist, millised harjumused võivad elu toetada.
Princetoni juhitud uurimisrühm on avastanud isoleeritud bakterikommuuni ligi kahe miili maa all, mis kogu oma energia saab radioaktiivsete kivimite lagunemisest, mitte päikesevalgusest. Meeskonna liikmete sõnul võib leid viidata sellele, et elu võib eksisteerida sarnastes äärmuslikes tingimustes ka teistes maailmades.
Lõuna-Aafrika kullakaevanduse läheduses leiduvast toitainerikkast põhjaveest õitsev isemajandav bakterikommuun on mitu miljonit aastat olnud Maa pinnast eraldatud. See on esimene mikroobide rühm, mis teadaolevalt sõltub toiduks üksnes geoloogiliselt toodetud vesiniku- ja väävliühenditest. Äärmuslikud tingimused, milles bakterid elavad, sarnanevad varajase Maa omadega, pakkudes potentsiaalselt teadmisi organismide olemusest, kes elasid kaua enne seda, kui meie planeedil oli hapniku atmosfäär.
Üheksast koostööd tegevast institutsioonist pärit teadlased pidid nende ebaharilike mikroobide leidmiseks kaevama meie maailma pinnale 2,8 kilomeetrit, viies teadlased spekuleerimiseni, et sarnastes olukordades võib elu eksisteerida ka mujal Päikesesüsteemis.
"See, mis mu mahlad voolab, on elu võimalus Marsi pinna all," ütles Princetoni ülikooli geoteaduste professor ja uurimisrühma juht Tullis Onstott. Need bakterid on paljude miljonite aastate jooksul Maa pinnalt ära lõigatud, kuid on arenenud sellistes tingimustes, mida enamik organisme peab eluks kõlbmatuks. Kas need bakterikommuunid suudavad end säilitada, hoolimata sellest, mis pinnal juhtus? Kui jah, suurendab see võimalust, et organismid võiksid ellu jääda isegi planeetidel, mille pinnad on juba ammu elutuks muutunud. ”
Onstotti meeskond avaldas oma tulemused ajakirja Science 20. oktoobri numbris. Uurimisrühma kuulub esimene autor Li-Hung Lin, kes viis paljud analüüsid läbi Princetoni doktorandina ja seejärel Carnegie Instituudi järeldoktorina.
"Need bakterid on tõeliselt unikaalsed selle sõna kõige puhtamas tähenduses," ütles Lin, nüüd Taiwani Riiklikus Ülikoolis. „Me teame, kui bakterid on isoleeritud, kuna vee analüüs, milles nad elavad, näitas, et see on väga vana ja pinnavesi pole seda lahjendanud. Lisaks leidsime, et keskkonnas olevad süsivesinikud ei tulnud elusorganismidest, nagu tavaliselt, ning et nende hingamiseks vajalik vesinikuallikas pärineb vee lagunemisest uraani, tooriumi ja kaaliumi radioaktiivse lagunemise teel. ”
Kuna põhjavesi, mille meeskond bakterite leidmiseks proovis, pärineb mitmest erinevast allikast, on endiselt keeruline konkreetselt kindlaks teha, kui kaua on bakterid isoleeritud. Meeskonna hinnangul peaks ajavahemik olema kuskil kolm kuni 25 miljonit aastat, mis tähendab, et elavad asjad on veelgi kohanemisvõimelisemad, kui kunagi arvatakse.
"Me teame Maa peal elamise päritolust, arengust ja piiridest üllatavalt vähe," ütles biogeokeemik Lisa Pratt, kes juhtis Indiana ülikooli Bloomingtoni panust projekti. „Teadlased alles alustavad ookeani sügavamates osades elavate mitmekesiste organismide uurimist ja Maa peal on kivine koorik enam kui poole kilomeetri sügavusel pinnast praktiliselt uurimata. Organismid, keda me selles artiklis kirjeldame, elavad täiesti teistsuguses maailmas kui see, mida me pinnal tunneme. ”
Onstott ütles, et maa-alune maailm on kerge, survestatud soolase veega bassein, mis lõhnab väävlit ja kahjulikke gaase, mida inimesed leiavad, et need pole hingatavad. Kuid seal õitsevad äsja avastatud bakterid, mis on kaugelt seotud merealuste hüdrotermiliste õhuavade lähedal asuvate mikroobide Firmicutes jagunemisega.
"Kiirgus võimaldab toota palju väävliühendeid, mida need bakterid saavad kasutada energia suure energiaallikana," ütles Onstott. "Nende jaoks on see nagu kartulikrõpsude söömine."
Uurimisrühma saabumine tõi aga maa-alusesse maailma ühe aine, mis, ehkki inimese ellujäämiseks ülioluline, osutus mikroobidele saatuslikuks - õhust pinnalt.
"Tundub, et neil kriitikutel on hapnikuga kokkupuutel tõsine probleem," sõnas Onstott. „Tundub, et me ei suuda neid pärast proovi võtmist elus hoida. Kuid kuna see keskkond sarnaneb väga varajase Maaga, annab see meile ülevaate sellest, millised olendid võisid eksisteerida enne, kui meil oli hapniku atmosfäär. "
Onstott ütles, et sadu miljoneid aastaid tagasi võisid mõned esimesed bakterid planeedil jõudsalt areneda sarnastes tingimustes ja et äsja avastatud mikroobid võiksid valgustada Maa elu alguse uurimist.
"Need bakterid on elu bakteriaalse domeeni jaoks tõenäoliselt puu alusele lähedal," ütles ta. „Need võivad olla genealoogiliselt üsna iidsed. Selle väljaselgitamiseks peame neid võrreldama teiste organismidega, näiteks Firmicutes ja muude selliste soojust armastavate olenditega, kes pärinevad süvamere õhuavadest või kuumaveeallikatest. ”
Onstott ütles, et uurimisrühm ehitab Lõuna-Aafrika Vabariigis Witwatersrandi piirkonnas 3,8 kilomeetri kõrgusele pinna alla väikest laboratooriumi, ütles Onstott, kes loodab, et leiud on kasulikud, kui tulevased kosmosesondid elu otsima saadetakse. teistel planeetidel.
"Minu jaoks on suur küsimus, kuidas need olendid end ülal peavad?" Ütles Onstott. „Kas sellel ühel bakteritüvel on arenenud kõik omadused, mida ta vajab iseseisvalt ellujäämiseks, või töötavad nad teiste bakteriliikidega? Olen kindel, et neil on meie jaoks rohkem üllatusi ja nad võivad meile ühel päeval näidata, kuidas ja kust otsida mikroobid mujalt. ”
Selle töö teiste autorite hulka kuulub Johanna Lipmann-Pipke GeoForschungsZentrumist, Potsdam, Saksamaa; Erik Boice Indiana ülikoolist; Barbara Sherwood Lollar Toronto ülikoolist; Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen ja Todd Z. DeSantis Lawrence Berkeley riiklikust laborist, Berkeley, Californias; Duane P. Moser Las Vegase kõrbeuuringute instituudist; ja Dave Kershaw Mponengi kaevandusest, Anglo Gold, Johannesburg, Lõuna-Aafrika Vabariik.
Pratt ja Onstott on aastaid koostööd teinud osana Indiana-Princetoni-Tennessee Astrobioloogia Instituudist (IPTAI), mis on NASA rahastatud uurimiskeskus, mis on keskendunud instrumentide ja sondide kavandamisele, mis võimaldavad avastada kivimid ja sügavad põhjaveed Maal maapealsete uuringute kavandamisel. Marss. IPTAI soovitused NASA-le tuginevad teaduse aruandes käsitletud järeldustele.
Seda tööd toetasid ka riikliku teadusfondi, USA energiaministeeriumi, Taiwani riikliku teadusnõukogu, Kanada loodusteaduste ja tehnikauuringute nõukogu, Deutsche Forschungsgemeinschafti (DFG, Saksa teadusfond) ja Killami stipendiumiprogrammi toetused. .
Algne allikas: Princetoni ülikooli pressiteade
