W rdzeniach skalnych wydobytych w Republice Południowej Afryki japońscy naukowcy odkryli żywe organizmy. Nie byłoby w tym nic specjalnie dziwnego gdyby nie wiek skał, który szacuje się na dwa miliardy lat.
Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego dokonali niesamowitego odkrycia. W skałach wydobytych spod powierzchni, których wiek oszacowano na dwa miliardy lat, znaleźli maleńkie żywe stworzenia. Badania nad odkrytymi mikrobami mogą pomóc nam lepiej zrozumieć wczesną ewolucję życia. Mogą też pomóc w poszukiwaniach życia pozaziemskiego w próbkach skał przywiezionych chociażby z Marsa.
Opis oraz rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „Microbial Ecology” (DOI: 10.1007/s00248-024-02434-8).
Mikroby żyjące w skałach sprzed dwóch miliardów lat
Rdzeń skalny, w którym znaleziono żywe mikroby, wydobyto z głębokości 15 metrów w miejscu zwanym Bushveld Igneous Complex. To największa warstwowa intruzja magmowa w skorupie ziemskiej. Zajmuje obszar wielkości mniej więcej Irlandii i zawiera jedne z najbogatszych złóż rud na Ziemi. Z tego miejsca pochodzi około 70 procent światowego wydobycia platyny. Obszar ten pozostał stosunkowo niezmieniony od momentu powstania, zapewniając idealne warunki, w których starożytne życie mikrobiologiczne może przetrwać.
Jest to najstarszy jak dotąd przykład żywych mikrobów znalezionych w starożytnych skałach. – Nie wiedzieliśmy, czy skały sprzed dwóch miliardów lat nadają się do zamieszkania. Do tej pory najstarszą warstwą geologiczną, w której znaleziono żywe mikroorganizmy, był osad sprzed 100 milionów lat znajdujący się pod dnem oceanu, więc jest to bardzo ekscytujące odkrycie – powiedział Yohey Suzuki z Uniwersytetu Tokijskiego, główny autor badania. – Badając DNA i genomy mikrobów takich jak te, możemy być w stanie zrozumieć ewolucję bardzo wczesnego życia na Ziemi – dodał.
Organizmy żyjące głęboko pod powierzchnią Ziemi ewoluują niewiarygodnie powoli i mają niezwykle powolną przemianę materii, co oznacza, że mogą przetrwać w skałach i osadach w skalach geologicznych – nawet do dwóch miliardów lat, jak wykazały nowe badania. Ponieważ skały pozostały w większości nienaruszone przez miliardy lat, utworzyły się w nich małe przestrzenie czy pęknięcia, w których mikroby mogły bezpieczne żyć i rozwijać się.
Mistrzowie przetrwania
Badacze pobrali rdzeń skalny o długości około 30 centymetrów. Próbka została następnie pocięta na cienkie plasterki. Po dokładnym przyglądnięciu się uczeni dostrzegli ciasno upakowane w pęknięciach w skale żywe mikroby, od miliardów lat odizolowane od środowiska zewnętrznego. Wszelkie szczeliny w pobliżu tych pęknięć były zatkane przez minerały ilaste, co uniemożliwiało wydostanie się organizmów lub wniknięcie do środka innych. Badacze sądzą, że odkryte mikroby czerpią energię z interakcji wody ze skałami, ale nie przeprowadzono jeszcze ich dokładnej charakterystyki.
Aby potwierdzić, że mikroby pochodziły z próbki skały i nie były zanieczyszczeniami z procesów wiercenia lub badania, zabarwili DNA mikrobów i użyli spektroskopii w podczerwieni, aby przyjrzeć się ich białkom, a także białkom w otaczającej glinie. Technikę tę opracował ten sam zespół badaczy w 2020 roku na potrzeby realizowanych wówczas badań. Naukowcy wykorzystali też mikroskopię elektronową i mikroskopię fluorescencyjną, aby potwierdzić, że mikroby były rodzime dla starożytnej próbki z rdzenia skalnego.
Mikroby mogą żyć w naprawdę trudnym środowisku, takim jak gorące źródła lub głęboko w oceanie w pobliżu kominów hydrotermalnych. Znalezienie tych starożytnych mikrobów pomaga naukowcom zrozumieć, w jaki sposób życie może istnieć nawet w najbardziej ekstremalnych warunkach. Naukowcy mają nadzieję, że badając te starożytne mikroby, dowiedzą się więcej o tym, jak życie zaczęło się na Ziemi i jak ewoluowało w czasie.
Implikacje tego odkrycia są dalekosiężne, potencjalnie sięgają nawet Czerwonej Planety. – Bardzo interesuje mnie istnienie mikrobów pod powierzchnią, nie tylko na Ziemi, ale także możliwość znalezienia ich na innych planetach — powiedział Suzuki. – Marsjański łazik Perseverance ma dostarczyć skały o podobnym wieku do tych, których użyliśmy w tym badaniu. Znalezienie życia mikrobiologicznego w próbkach z Ziemi sprzed dwóch miliardów lat i możliwość dokładnego potwierdzenia ich istnienia sprawia, że jestem podekscytowany tym, co możemy znaleźć w próbkach z Marsa – dodał.
Źródło: University of Tokyo, IFLScience, The Science Times, fot. Y. Suzuki, S. J. Webb, M. Kouduka et al. 2024/ Microbial Ecology. Na zdjęciu komórki drobnoustrojów zostały zabarwione na zielono.
