Primaaliset bakteerit ovat eläneet jään alla vuosituhansia

Tutkijat löytävät aktiivisen ja monimuotoisen mikrobiyhteisön

Näkymä Antarktiksella sijaitsevalle Vida-järvelle. © Emanuele Kuhn, autiotutkimusinstituutti, Reno NV
lukea ääneen

Etelämantereen Vida-järven metrin paksuisen jään alla tutkijat ovat löytäneet muinaisen elävien, aktiivisten mikro-organismien yhteisön. Bakteeriyhteisö on kokonaan irrotettu ulkomaailmasta yli 2800 vuoden ajan, eikä sillä todennäköisesti ollut päästä auringonvaloon eikä happea tänä aikana. Muuallakin elinolot ovat äärimmäiset: vesi, jossa mikrobit elävät, on erittäin suolaista, ja lämpötilat ovat ympäri vuoden alle miinus 12 celsiusastetta. Siitä huolimatta yhteisö ei näytä olevan romahtamisen partaalla: se todennäköisesti hyödyntää selviytymiseen tarvittavaa energiaa vedystä, joka muodostuu suolaveden kemiallisissa reaktioissa ympäröivän kallion kanssa, spekuloivat tutkijat Alison Murraylle Renon autiotutkimusinstituutista. He esittelevät löytönsä lehdessä Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ensimmäiset todisteet elämästä kymmenen vuotta sitten

Etelämantereen itäpuolella sijaitseva Vida-järvi on kaksikymmentä metriä paksua jääkerrosta, ja se sijaitsee monen sadan metrin ikäisessä pakkasessa. Alun perin tutkijat olivat oletaneet, että se oli täysin jäätynyt. Mittaukset osoittivat kuitenkin, että jään alla on nestemäistä vettä, joka on erittäin suolaista ja myös erittäin kylmää noin miinus 13 asteessa. Näistä haitallisista olosuhteista huolimatta järvi oli mahdollisesti epätavallisten mikrobien elinympäristö, melkein kymmenen vuotta sitten, ja jääsydämen pohjalta tutkijat löysivät orgaanisia talletuksia, jotka sisälsivät jäädytettyjä mikro-organismeja. He spekuloivat, että alla olevassa suolavedessä voi olla jopa eläviä vastineita näille mikrobille.

Murray ja hänen tiiminsä voivat nyt vahvistaa tämän oletuksen. He suorittivat lisäporauksia vuosina 2005 ja 2010. Kummankin kerran reikä täytettiin pian kellertävällä suolavedellä, joka muuttui ruskeanpunaiseksi kosketuksessa ilman kanssa, tutkijat raportoivat. Yksityiskohtaisempi analyysi mikroskoopilla osoitti, että suolainen vesi sisälsi erikokoisia pallo- ja sauvamaisia ​​mikro-organismeja, joita ei esiinny harvoin vierekkäisissä pareissa - osoitus viimeaikaisesta jakautumisesta. Lisäksi tutkijat löysivät merkkejä aktiivisesta aineenvaihdunnasta ja, vaikkakin hitaasta, proteiinituotannosta soluissa.

Odottamaton monimuotoisuus

Vida-järvestä löydetyn mikrobin elektronimikrokuva. Murray et ai. / PNAS

Kaiken kaikkiaan oli ainakin 32 erilaista bakteerivarianttia, jotka voitiin osoittaa kahdeksalle eri kannalle, tiimi raportoi. Jotkut niistä muistuttivat jo tunnettuja lajeja, kun taas toiset tuskin osoittivat samankaltaisuuksia kuvattujen lajien kanssa. Kaikissa heimoissa oli myös aikaisemmin tunnettuja edustajia, jotka selviävät äärimmäisissä olosuhteissa, tutkijat sanovat. Siksi näyttää todennäköiseltä, että nyt löydetyt mikrobit olisivat kehittäneet luovia aineenvaihduntareittejä energian saamiseksi karuista resursseista.

Kuinka tarkalleen nämä aineenvaihduntareitit näyttävät, he eivät voi vielä sanoa. Ympäristö, jossa ylimääräiset bakteerit elävät, on kuitenkin todennäköisesti melko ainutlaatuinen: suurten suolamäärien lisäksi vesi sisältää paljon liuenneen typpioksidin lisäksi muita typpiyhdisteitä, kuten ammoniakki, nitriitti ja nitraatti. Myös molekyylivetyä on läsnä suurina pitoisuuksina. Hyvin edustettuna ovat myös liuenneet metallit, erityisesti rauta, ja sekä epäorgaaniset että orgaaniset hiiliyhdisteet. näyttö

On ajateltavissa, että mikrobien energia saadaan käyttöön lähinnä suolaveden jatkuvilla reaktioilla maaperän voimakkaasti rautaa sisältävän kiven kanssa, tutkijat spekuloivat. Esimerkiksi rautasuolojen hapettuminen yhdessä nitriitin ja nitraatin pelkistyksen kanssa voisi tuottaa molekyylivetyä, joka sitten palvelee joitain näistä organismeista energialähteenä ravinteiden kertymiselle. Nämä mikrobit voisivat sitten tarjota ravintoaineita bakteereille, jotka käyttävät muita aineenvaihduntareittejä, tutkijat spekuloivat. Heidän mielestään äärimmäinen kunta on niin mielenkiintoinen, koska se menestyy elinympäristössä, jota löytyy muista taivaankappaleista - esimerkiksi Jupiterin kuun Euroopasta tai Saturnuksen kuusta Enceladus (doi: 10.1073 / pnas). 1208607109).

(Kansallisen tiedeakatemian julkaisut, 27.11.2012 - ILB)