Dodano: 17 listopad 2018r.

Pierwsze od stuleci opady na pustyni Atakama zniszczyły mikrobiologiczne życie

W najsuchszej i najstarszej pustyni na Ziemi – pustyni Atakama, po raz pierwszy od niepamiętnych czasów spadł deszcz. Zadowoleni badacze spodziewali się rozkwitu życia. Stało się jednak inaczej. Nieliczne żyjące tam drobnoustroje wyginęły.

 

Wzdłuż zachodniego wybrzeża Ameryki Południowej ciągnie się pustynia Atakama. To jałowe i ponure miejsce, jeden z najsuchszych obszarów na całej planecie. W niektórych rejonach pustyni przez całe stulecia nie spadła ani jedna kropla deszczu. Są tam miejsca, gdzie deszcz nie padał od 500 lat.

Mamy tendencję do myślenia o wodzie, jak o błogosławieństwie, życiodajnym płynie. Ale nie zawsze tak jest. Niedawne opady nad najsuchszymi miejscami pustyni Atakama okazały się katastrofalne dla żyjących tam mikroorganizmów.

Badania międzynarodowej grupy naukowców kierowanych przez uczonych z hiszpańskiego Centro de Astrobiología, które opisują zgubny wpływ wody na drobnoustroje żyjące na pustyni Atakama, ukazały się na łamach pisma „Scientific Reports”.

 

Sytuacja pogodowa na pustyni Atakama zmieniła się kilak lat temu. W marcu i sierpniu 2015 roku na pustyni wystąpiły rzadkie opady. Deszcze przyszły ponownie w czerwcu ubiegłego roku. Badacze uważają, że wpływają na nie zmiany klimatu wywołane globalnym ociepleniem. Wbrew oczekiwaniom naukowców nie nastąpiła gwałtowna eksplozja życia. Zamiast tego deszcze spowodowały wielkie zniszczenia wśród miejscowego życia.

- W przeciwieństwie do tego czego można się było intuicyjnie spodziewać, nie nastąpiła eksplozja życia. Nigdy wcześniej nie zaobserwowano opadów, które nie spowodowały rozkwitu życia na pustyni Atakama. Zamiast tego deszcze spowodowały ogromne zniszczenia u miejscowych gatunków drobnoustrojów zamieszkujących ten region przed opadami – powiedział Alberto G. Fairén, astrobiolog z Cornell University i Centro de Astrobiología w Madrycie, jeden ze współautorów publikacji.

Zanim deszcze dotarły do ​​Atakamy, próbki gleby pobrane z regionu Yungay znajdującego się mniej więcej na środku pustyni, wykazały 16 różnych, unikatowych gatunków drobnoustrojów. Ze względu na swoją charakterystykę, pustynia Atakama często jest badana pod kątem zakresu środowisk nadających się do życia mikrobiologicznego, co z kolei ma zastosowanie również do innych ciał planetarnych, takich jak Mars.

- Nasza praca pokazuje, że wysokie opady spowodowały masowe wymieranie większości rodzimych gatunków drobnoustrojów. Nawet 85 procent z nich zginęło w wyniku stresu osmotycznego spowodowanego nagłą obfitością wody. Autochtoniczne mikroorganizmy, które były doskonale dostosowane do życia w tych ekstremalnie suchych warunkach, miały strategie przetrwania zoptymalizowane pod kątem wychwytywania niewielkiej ilości wilgoci z atmosfery w ich otoczeniu. Jednak nie były w stanie przystosować się do nowych warunków nagłego zalania i zmarły z powodu nadmiaru wody – zaznaczył Fairén.

Po niespodziewanych deszczach, które zostawiły po sobie nie spotykane tam kałuże wody, badacze odnotowali masowe wymieranie, mimo że wcześniej drobne opady sprzyjały życiu w innych częściach pustyni. Po rzadkim „prysznicu” w 2015 roku, będący akurat na miejscu naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, wykryli eksplozję aktywności biologicznej w glebie. Natychmiast zaczęli pobierać próbki gleby z różnych głębokości. Następnie wykonali analizy, aby zidentyfikować różne społeczności drobnoustrojów, które rozmnażały się w próbkach. W ten sposób odkryli kilka wyspecjalizowanych gatunków ekstremofili mogących żyć w tym piekle.

Jednak po ostatnich deszczach sytuacja nie wygląda tak różowo. - Nasze badania po raz pierwszy pokazują, że dostarczając nagle dużej ilości wody mikroorganizmom znakomicie przystosowanym do wydobywania nieuchwytnej wilgoci z suchego środowiska zabije ich szok osmotyczny – przyznał Fairén.

Szok osmotyczny ma miejsce, gdy substancje rozpuszczone w cieczy wokół komórki nagle zmieniają koncentrację, co z kolei szybko zmienia przepływ wody przez błony komórkowe, powodując silny stres. Widocznie drobnoustroje z pustyni Atakama nie wyewoluowały ochrony przed takim stresem.

Niegościnne środowisko pustyni Atakama stanowi jeden z najlepszych analogów do badania, w jaki sposób ewentualne życie mogło rozwijać się na Czerwonej Planecie. Stanowi również ogromny postęp w zrozumieniu mikrobiologii ekstremalnie suchych środowisk. Przedstawia także nowy paradygmat dekodowania hipotetycznej ewolucyjnej ścieżki wczesnej mikroflory Marsa. Mars jest planetą o nadmiernie wysuszonej powierzchni, którą w starożytności nawiedzały katastrofalne powodzie.

- Mars miał okres - między 4,5 a 3,5 miliarda lat temu, w którym na powierzchni znajdowało się dużo wody. Wiemy o tym z ogromnej ilości dowodów hydrogeologicznych wciąż obecnych na powierzchni Marsa, w postaci wszechobecnych uwodnionych minerałów, śladów osuszonych koryt rzek i jezior i być może oceanu na północnych równinach – powiedział Fairén.

Mars ostatecznie stracił swoją atmosferę i hydrosferę i stał się suchym światem, jaki znamy dzisiaj. – W okresie od 3,5 do 3 miliardów lat temu, duże ilości wody wyrzeźbiły powierzchnię Czerwonej Planety. Widać to w postaci kanałów odpływowych, największych w Układzie Słonecznym. Gdyby nadal istniały tam społeczności mikroorganizmów, nawrót ciekłej wody spowodowałby stres osmotyczny podobny do tego, który badaliśmy na Atakamie – teoretyzował badacz.

Ponadto w badaniach zauważono, że duże złoża azotanów na pustyni Atakama świadczą o długich okresach ekstremalnej suszy w przeszłości. Azotany skoncentrowały się w dnach dolin i byłych jezior przez sporadyczne deszcze około 13 milionów lat temu i mogą być pożywką dla drobnoustrojów.

Azotany z Atakamy mogą być przekonującym analogiem do złóż azotanów ostatnio odkrytych na Marsie przez łazik Curiosity. - Te długie okresy suszy, po których następują krótkotrwałe bardziej wilgotne warunki, mogą również być przyczyną powstawania złogów azotanów na Marsie - przyznał Fairén.

 

Źródło: Phys.org, Science Alert, fot. Carlos González Silva