Cercetătorii Princeton au descoperit o colonie de bacterii care trăiește mai mult de 3 km (2 mile) sub pământ. Prin găsirea vieții în aceste condiții extreme, oamenii de știință își extind înțelegerea despre ce fel de obiceiuri pot susține viața.
Un grup de cercetare condus de Princeton a descoperit o comunitate izolată de bacterii la aproape doi kilometri sub pământ, care derivă întreaga energie din degradarea rocilor radioactive, mai degrabă decât din lumina soarelui. Potrivit membrilor echipei, constatarea sugerează că viața ar putea exista în condiții la fel de extreme chiar și în alte lumi.
Comunitatea bacteriană care se susține, care prospere în apele subterane bogate în nutrienți, găsită în apropierea unei mine de aur din Africa de Sud, a fost izolată de suprafața Pământului timp de câteva milioane de ani. Reprezintă primul grup de microbi despre care se știe că depinde exclusiv de hidrogen și compuși de sulf produși geologic pentru hrănire. Condițiile extreme în care trăiesc bacteriile au o asemănare cu cele ale Pământului timpuriu, oferind potențial perspective asupra naturii organismelor care au trăit cu mult înainte ca planeta noastră să aibă o atmosferă de oxigen.
Oamenii de știință, care provin din nouă instituții colaboratoare, au trebuit să îngroșeze 2,8 kilometri sub suprafața lumii noastre pentru a găsi acești microbi neobișnuiți, ducându-i pe oamenii de știință la speculațiile lor că viața ar putea exista în circumstanțe similare în altă parte a sistemului solar.
„Ceea ce îmi scurge sucurile cu adevărat este posibilitatea vieții sub suprafața planetei Marte”, a spus Tullis Onstott, un profesor de geoștiințe la Universitatea Princeton și liderul echipei de cercetare. „Aceste bacterii au fost tăiate de pe suprafața Pământului de multe milioane de ani, dar au prosperat în condițiile pe care majoritatea organismelor le-ar considera inospitale pentru viață. Ar putea aceste comunități bacteriene să se mențină singure indiferent ce s-a întâmplat la suprafață? Dacă da, crește posibilitatea ca organismele să poată supraviețui chiar și pe planetele ale căror suprafețe au rămas fără viață de mult timp. ”
Echipa lui Onstott și-a publicat rezultatele în numărul 20 de octombrie al revistei Science. Grupul de cercetare include primul autor Li-Hung Lin, care a efectuat multe dintre analizele ca student la doctorat la Princeton și apoi ca cercetător postdoctoral la Instituția Carnegie.
„Aceste bacterii sunt cu adevărat unice, în sensul cel mai pur al cuvântului”, a spus Lin, acum la Universitatea Națională din Taiwan. „Știm cât de izolate au fost bacteriile, deoarece analizele apei în care trăiesc au arătat că este foarte veche și nu a fost diluată de apa de suprafață. În plus, am descoperit că hidrocarburile din mediu nu provin din organisme vii, așa cum este de obicei, și că sursa de hidrogen necesară respirației lor provine din descompunerea apei prin descompunerea radioactivă a uraniului, toriu și potasiu. "
Deoarece apa subterană echipă eșantionată pentru a găsi bacteriile provine din mai multe surse diferite, rămâne dificil de determinat în mod specific cât timp au fost izolate bacteriile. Echipa estimează că intervalul de timp va fi undeva între trei și 25 de milioane de ani, ceea ce implică faptul că lucrurile vii sunt chiar mai adaptabile decât se credea odată.
„Știm surprinzător de puțin despre originea, evoluția și limitele vieții pe Pământ”, a spus biogeochemista Lisa Pratt, care a condus contribuția la Universitatea Indiana Bloomington la proiect. „Oamenii de știință încep să studieze diferitele organisme care trăiesc în cele mai adânci părți ale oceanului, iar scoarța stâncoasă de pe Pământ este practic neexplorată la adâncimi la mai mult de jumătate de kilometru sub suprafață. Organismele descrise în această lucrare trăiesc într-o lume complet diferită de cea pe care o cunoaștem la suprafață. ”
Acea lume subterană, a spus Onstott, este o piscină fără lumină de apă sărată fierbinte, sub presiune, care sting de sulf și gaze nocive pe care oamenii le-ar găsi de neatins. Dar bacteriile recent descoperite, care sunt îndepărtate în legătură cu diviziunea Firmicutes a microbilor care există în apropierea orificiilor de aerisire hidrotermale, înflorește acolo.
„Radiația permite producerea multor compuși de sulf pe care aceste bacterii le pot utiliza ca sursă de alimentare cu energie mare”, a spus Onstott. „Pentru ei, este ca și cum ai mânca chipsuri de cartofi.”
Dar sosirea echipei de cercetare a adus o substanță în lumea subterană care, deși vitală pentru supraviețuirea umană, s-a dovedit fatală pentru microbii - aerul de la suprafață.
„Acești critici par să aibă o problemă reală cu expunerea la oxigen”, a spus Onstott. „Se pare că nu îi vom menține în viață după ce le vom proba. Dar, deoarece acest mediu este la fel de asemănător cu Pământul timpuriu, ne oferă un control asupra felului de creaturi care ar fi putut exista înainte de a avea o atmosferă de oxigen. ”
Onstott a spus că în urmă cu multe sute de milioane de ani, unele dintre primele bacterii de pe planetă ar fi putut prospera în condiții similare și că microbii recent descoperiți ar putea arunca lumină asupra cercetărilor asupra originilor vieții pe Pământ.
„Aceste bacterii sunt probabil aproape de baza copacului pentru domeniul bacterian al vieții”, a spus el. „S-ar putea să fie genealogic destul de vechi. Pentru a afla, va trebui să le comparăm cu alte organisme, cum ar fi Firmicutes și alte astfel de creaturi iubitoare de căldură din gurile de adâncime sau izvoarele calde. "
Echipa de cercetare construiește un mic laborator de 3,8 kilometri sub suprafața din regiunea Witwatersrand din Africa de Sud pentru a efectua studii suplimentare asupra ecosistemului recent descoperit, a spus Onstott, care speră că rezultatele vor fi de folos atunci când sondele spațiale viitoare sunt trimise pentru a-și căuta viața. pe alte planete.
"O mare întrebare pentru mine este, cum se întrețin aceste creaturi?" Spuse Onstott. „Această tulpină de bacterii a evoluat pentru a avea toate caracteristicile de care are nevoie pentru a supraviețui singură sau lucrează cu alte specii de bacterii? Sunt sigur că vor avea mai multe surprize pentru noi și ne vor arăta într-o zi cum și unde să căutăm microbii în altă parte. ”
Alți autori ai acestei lucrări includ Johanna Lipmann-Pipke din GeoForschungsZentrum, Potsdam, Germania; Erik Boice de la Universitatea Indiana; Barbara Sherwood Lollar de la Universitatea din Toronto; Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen și Todd Z. DeSantis al Laboratorului Național Lawrence Berkeley, Berkeley, Calif .; Duane P. Moser al Institutului de Cercetare a Desertului, Las Vegas; și Dave Kershaw de la Mponeng Mine, Anglo Gold, Johannesburg, Africa de Sud.
Pratt și Onstott au colaborat ani de zile ca parte a Institutului de Astrobiologie Indiana-Princeton-Tennessee (IPTAI), un centru de cercetare finanțat de NASA, axat pe proiectarea instrumentelor și sondelor pentru detectarea vieții în roci și ape subterane adânci pe Pământ în timpul planificării explorării subterane a Marte. Recomandările IPTAI către NASA se vor baza pe rezultatele discutate în raportul științific.
Această lucrare a fost susținută și de subvenții de la Fundația Națională de Științe, Departamentul de Energie al SUA, Consiliul Național de Științe din Taiwan, Consiliul de Cercetări în Științele Naturii și Ingineria din Canada, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Fundația Germană de Cercetare) și Programul de burse Killam .
Sursa originală: Comunicat de presă al Universității Princeton
