Dzīve pierādīta okeāna garozas dziļumā

Pētnieki pirmo reizi izolē dzīvās baktērijas no zemes garozas bazalta ieža

IODES rezolūcijas urbšanas iekārta, IODP urbšanas kuģis © IODP / William Crawford
lasīt skaļi

Garoza dzīvo: simtiem metru dziļi okeāna garozas masīvajā bazalta iežā, pētnieki ir atklājuši dzīvus mikrobus. Akmeņu paraugi, kas urbti pie ASV ziemeļrietumu krasta, ne tikai atrada baktēriju ģenētiskā materiāla pēdas, bet arī ļāva zinātniekiem laboratorijā izaudzēt un pavairot klinšu iedzīvotājus. Dzīves enerģiju nodrošina mikrobi, kas atrodas tālu no gaismas un gaisa, no klints ģeoķīmiskajām reakcijām ar ūdens porām. Līdzīgas dzīvības formas varētu pastāvēt citur zemes garozā un pat uz svešām planētām, pētnieki postulē žurnālā "Science".

Lielākajai daļai organismu uz mūsu planētas saule ir visas dzīvības avots. To gaisma augiem, kas atrodas barošanas tīkla pamatos, dod enerģiju organisko savienojumu ražošanai. Tie savukārt veido barību dzīvniekiem un galu galā cilvēkiem arī mūs. Bet ir arī cits veids: ir mikrobi, kas var iztikt bez gaisa un gaismas un tā vietā izmantot ģeoķīmiskās reakcijas pārtikai un enerģijai. Daudzas baktērijas jūras dibenā, alās un, kā izrādās, dzird arī simts metru dziļumā zemes bazaltā okeāna garozā.

Melnā smēķētāja kā pirmā norāde

Pirmās norādes, ka dzīvība pastāv arī mūsu planētas klinšu garozā, pētnieki ir atklājuši jau septiņdesmitajos gados. Tajā laikā viņi nonāca naftas dubļos no caurumiem, alās, kā arī karstā ūdenī, kas uzbriest no skursteņiem dziļjūras apakšā, uz īpaši pielāgotām baktērijām un archaea. "Šādi karstie avoti galvenokārt rodas uz tektonisko plākšņu robežām, kur jaunizveidota vai svaigi nogrimusi garoza satiekas ar jūras ūdeni, " skaidro mikrobiologs Marks Levers no Orhūsas universitātes. Pagaidām nekas neliecināja, ka tūkstošiem kilometru attālumā no šīm aktīvajām šķīvju malām un simtiem metru dziļumā atradās garozas klinšu dzīve.

Urbšanas caurule tiek nolaista ūdenī © IODP / William Crawford

Integrētās okeāna urbšanas programmas (IODP) ietvaros Levers un viņa kolēģi paraugus ieņēma no okeāna garozas dziļuma pie ASV ziemeļrietumu krasta. Ar speciāli izolētas urbšanas palīdzību viņi caur 2500 metriem dziļa ūdens iekļuva jūras gultnē un caur vairāku simtu metru nogulumiem - pamatiežu bazalta iežos. "Lai izvairītos no piesārņojuma, mēs ņēmām iežu paraugus 55 kilometrus no tuvākā punkta, kur jūras ūdens var iekļūt caur plaisām līdz bazaltam, " skaidro Levers. Šādi iegūtie serdeņi tika novietoti uz kuģa, sadalīti ar sterilu instrumentu palīdzību un analizēti.

DNS un dzīvie mikrobi klintī

Pēc poru ūdens ķīmiskā sastāva var redzēt, ka šī klints jau sen ir izolēta no okeāna, apgalvo pētnieki. Apmēram 3, 5 miljonus gadu vecajā bazaltā fotosintēzes rezultātā nav skābekļa. Turklāt akmeņu sporās esošais organiskais materiāls nenāk no atmirušajām aļģēm vai citiem jūras dzīvniekiem, bet gan veidojas uz vietas, kā parādīja ķīmiskās analīzes. displejs

Kad pētnieki pēc tam izpētīja šo iežu mikrobu DNS, viņi nonāca bēdās: "Man par lielu pārsteigumu es identificēju gēnus, kas iegūti no metānu ražojošiem mikroorganismiem, " saka Levers. Bet tas vien nepierādīja, ka šis genoms ir iegūts arī no dzīviem mikrobiem; teorētiski tas varētu būt arī fosilā DNS. Lai to izslēgtu, zinātnieki barības barotnēs kultivēja klinšu paraugus - ja tajos būtu dzīvi mikrobi, viņiem tas būtu jāvairās. Un tieši to viņi arī izdarīja: neilgi pēc tam izveidojās baktēriju kolonijas, un pētnieki izmērīja ievērojamu metāna daudzumu - un līdz ar to skaidru dzīvības pazīmi klintīs dzīvojošos organismos.

Pirmās serdeņu analīzes, kas joprojām atrodas kuģa laboratorijā - IODP / William Crawford

Plaša ekosistēma tālu no gaismas un gaisa

"Šis ir pirmais tiešais dzīves pierādījums okeāna garozas dziļumā, " saka Levers. Viņu pārtika un enerģija, iespējams, attiecas uz šī galējā biotopa iedzīvotājiem kā iežu un poru ūdens sastāvdaļām. "Bazaltā garozā ir daudz mazu vēnu, caur kurām plūst ūdens, " skaidro Levers. "Šis ūdens reaģē ar samazinātiem dzelzs savienojumiem bazaltā, piemēram, olivīnam, atbrīvojot ūdeņradi. Tas savukārt mikrobus izmanto kā enerģijas avotu oglekļa pārvēršanai organiskos savienojumos. "

Pēc pētnieku domām, viņu rezultāti liecina, ka zemes garozas dziļumos ir patiesa dziļa biosfēra - plaša ekosistēma, kas izdzīvo, balstoties uz ķemosintēzi, bez gaisa un saules vien. Viņi postulē līdzīgā veidā, ka dzīvība varētu pastāvēt uz citām planētām, kur mums sākotnēji nebūtu aizdomas. (Zinātne, 2013; doi: 10.1126 / science.1229240)

(Orhūsas Universitāte / Zinātne, 15.03.2013. - NPO)