Dodano: 13 grudzień 2018r.

Głęboko pod ziemią odkryto nieznany świat. Królestwo mikroorganizmów większe niż masa ludzkości

Głęboko pod ziemią znajduje się ogromny ekosystem, którego masa jest znacznie większa od masy życia znajdującego się na powierzchni naszej planety. Badacze z Deep Carbon Observatory dopiero zaczynają poznawać ten podziemny świat i są zaskoczeni jego różnorodnością.

 

Głęboko pod naszymi stopami istnieje rozległa i różnorodna biosfera, którą naukowcy dopiero zaczynają poznawać. Drobnoustroje balansujące na granicy życia i śmierci, ledwie poruszające się mikroorganizmy, funkcjonują w ekstremalnych warunkach: wysokich temperaturach, braku światła, słabej dostępności składników odżywczych i ogromnych ciśnieniach.

Naukowcy szacują, że podziemna biosfera życia opartego na węglu ma od 15 do 23 miliardów ton. To kilkaset razy więcej niż biomasa ludzkości żyjącej na powierzchni Ziemi.

Za badaniami stoją naukowcy skupieni w Deep Carbon Observatory. To globalny program badawczy mający na celu lepsze zrozumienie roli węgla na naszej planecie. Twierdzą oni, że różnorodność gatunków podziemnego świata można porównać do tej występującej w Amazonii lub na Wyspach Galapagos, ale w przeciwieństwie do tych miejsc, odkryte środowisko wciąż jest w dużej mierze dziewicze.

 

- To jak znalezienie zupełnie nowego źródła życia na Ziemi - powiedziała profesor Karen Lloyd z University of Tennessee. - Tak wiele życia znajduje się wewnątrz Ziemi, a nie nad nią. Odkrywamy nowe rodzaje życia cały czas – dodała.

W tym podziemnym królestwie dominują bakterie i archeony, które bardzo różnią się od swoich kuzynów z powierzchni. Wśród nich są miliony odrębnych typów, które nie zostały jeszcze dokładnie zbadane i scharakteryzowane. Naukowcy nazwali tą biosferę „drobnoustrojową ciemną materią". Rozszerza ona naszą perspektywę na życie na naszej planecie.

Deep Carbon Observatory łączy 1200 naukowców z 52 krajów świata. W projekcie biorą udział uczeni z różnych dziedzin. Od geologii i mikrobiologii po chemię i fizykę. Na rok przed zakończeniem 10-letnich badań przedstawili dotychczasowe ustalenia przed rozpoczynającym się dorocznym spotkaniem American Geophysical Union.

Próbki, na których naukowcy oparli swoje rewelacje zostały pobrane z wielu odwiertów, z których najgłębsze sięgały głębokości ponad 5 kilometrów. Materiał do badań pozyskano również z podwodnych odwiertów, by skonstruować modele ekosystemu i oszacować, ile węgla może zawierać.

Wyniki badań sugerują, że 70 proc. ziemskich bakterii i archeonów żyje pod powierzchnią ziemi. Są wśród nich mikroorganizmy takie jak choćby Altiarchaeales, które żyją w środowiskach siarkowych czy Geogemma barossii, jednokomórkowy organizm znaleziony w okolicy kominów hydrotermalnych na dnie morza, gdzie panuje temperatura 121 stopni Celsjusza.

Jeden z odkrytych w badaniu organizmów znaleziono na głębokości około 2,5 kilometra. Nie ma jak czerpać energii ze Słońca. Zamiast tego metanogen ten korzysta z utleniania substancji nieorganicznych. Środowisko, w którym żyje zmusza go do pożytkowania energii nie do reprodukcji, ale do odbudowy składników komórkowych i podtrzymania swojego istnienia.

- Najdziwniejsze dla mnie jest to, że niektóre organizmy mogą istnieć tam od tysiącleci. Są metabolicznie aktywne, ale w zastoju, z mniejszą ilością energii, niż dotąd uważaliśmy za wystarczającą do wspierania życia – wyjaśniła Lloyd.

Rick Colwell z Oregon State University, przyznał, że skala czasowa podziemnego życia kompletnie różni się od naszego pojmowania. Niektóre z tych mikroorganizmów żyły od tysięcy lat, ledwo się poruszając, z wyjątkiem ruchów płyt tektonicznych czy podczas trzęsień ziemi.

- My, ludzie, orientujemy się na względnie szybkie procesy. Cykl dobowy oparty na Słońcu lub cykle księżycowe oparte na Księżycu. Te organizmy orientują się cyklami życiowymi w niemal geologicznych ramach czasowych – wyjaśnił Colwell.

Podziemne biosfery różnią się w zależności od geologii i geografii. Ich łączna wielkość szacowana jest na ponad 2 miliardy metrów sześciennych. Ale to wstępne szacunki, które w przyszłości pewnie zostaną jeszcze bardziej rozszerzone.

Odkrycia badaczy stały się możliwe dzięki dwóm postępom technicznym. Chodzi przede wszystkim nowe techniki wiertnicze, dzięki którym można pobrać próbki z nieosiągalnych wcześniej głębokości. Drugim kluczowym postępem umożliwiającym te badania jest rozwój technik mikroskopowych, które pozwalają na wykrywanie życia na coraz niższych poziomach.

Naukowcy próbują określić głębokość, limit, za którym życie nie może istnieć, ale im głębiej kopią, tym więcej życia znajdują. Obecny rekord to 5 kilometrów głębokości. Pod względem temperatury i ciśnienia również wciąż następują zmiany. Obecnie najwyższa temperatura, w której znaleziono życie (wspomniana wcześniej Geogemma barossii) wynosi obecnie 121 stopni C., ale naukowcy są przekonani, że jeśli dalej będą eksplorować podziemny świat z wykorzystaniem najbardziej wyrafinowanych instrumentów, rekord ten zostanie pobity.

Tajemnicą pozostaje, czy życie kolonizowało Ziemię z podziemnych głębin, czy może z powierzchni zeszło do podziemi. Badacze nie wiedzą też, jak te drobnoustroje radzą sobie w tym nieznanym świecie i dzięki jakim procesom chemicznym oraz co może nam to powiedzieć na temat ewolucji życia na Ziemi.

Naukowcy przyznali, że niektóre odkrycia wchodzą w sferę filozofii i egzobiologii - badań życia pozaziemskiego. - Musimy zadać sobie pytanie, jeśli życie na Ziemi może być tak różne od tego, czego oczekiwaliśmy na podstawie naszego doświadczenia, to jaka egzotyka czeka na nas, gdy zaczniemy szukać życia na innych światach? – powiedział Robert Hazen z Carnegie Institution for Science.

- Odkrywanie głębokiej biosfery jest podobne do odkrywania amazońskiego lasu deszczowego. Wszędzie jest życie i wszędzie istnieje zadziwiająca obfitość niespodziewanych i niezwykłych organizmów – ocenił Mitch Sogin z Marine Biological Laboratory Woods Hole w USA.

 

 

Źródło: The Guardian, Deep Carbon Observatory, fot. Gaetan Borgonie, Extreme Life Isyensya