Изследователите от Принстън са открили колония от бактерии, която живее на повече от 3 км под земята. Намирайки живот в тези екстремни условия, учените разширяват разбирането си за това какви видове навици могат да поддържат живота.
Изследователска група, ръководена от Принстън, е открила изолирана общност от бактерии на близо две мили под земята, която черпи цялата си енергия от разпадането на радиоактивни скали, а не от слънчевата светлина. Според членовете на екипа откритието предполага, че животът може да съществува в подобни екстремни условия дори и в други светове.
Самоподдържащата се бактериална общност, която процъфтява в богатите на хранителни вещества подземни води, открити близо до южноафриканската златна мина, е изолирана от земната повърхност в продължение на няколко милиона години. Той представлява първата група от микроби, за които се знае, че за подхранване са изключително генерирани водородни и серни съединения. Екстремните условия, при които живеят бактериите, приличат на тези от ранна Земя, потенциално предлагащи поглед върху природата на организмите, живели много преди нашата планета да е имала кислородна атмосфера.
Учените, родом от девет съдействащи институции, трябваше да погребат на 2,8 километра под повърхността на нашия свят, за да намерят тези необичайни микроби, което доведе учените към техните спекулации, че животът може да съществува при подобни обстоятелства на други места в Слънчевата система.
„Това, което наистина изтича моите сокове, е възможността за живот под повърхността на Марс“, казва Тулис Онстът, професор по географски науки от Принстънския университет и ръководител на изследователския екип. „Тези бактерии са отрязани от повърхността на Земята в продължение на много милиони години, но процъфтяват при условия, които повечето организми биха считали за негостоприемни за живота. Възможно ли е тези бактериални общности да се издържат независимо от случилото се на повърхността? Ако това е така, това повдига възможността организмите да оцелеят дори на планети, чиито повърхности отдавна са станали безжизнени. "
Екипът на Onstott публикува резултатите си в броя на 20 октомври на списание Science. Изследователската група включва първо автор Ли-Хунг Лин, който извърши много от анализите като докторант в Принстън, а след това и като докторантура в Карнеги институцията.
„Тези бактерии са наистина уникални в най-чистия смисъл на думата“, каза Лин, сега в Националния университет в Тайван. „Знаем колко изолирани са бактериите, защото анализите на водата, в която живеят, показват, че тя е много стара и не е разредена от повърхностни води. Освен това открихме, че въглеводородите в околната среда не идват от живи организми, както обикновено, и че източникът на водорода, необходим за дишането им, идва от разлагането на водата чрез радиоактивно разпадане на уран, торий и калий. "
Тъй като подземните води, които екипът е взел за проба, за да открият бактериите, идват от няколко различни източника, остава трудно да се определи конкретно колко дълго са били изолирани бактериите. Екипът изчислява, че периодът от време е между три и 25 милиона години, което предполага, че живите същества са дори по-адаптивни, отколкото някога се е смятало.
„Ние знаем изненадващо малко за произхода, еволюцията и ограниченията за живот на Земята“, казва биогеохимикът Лиза Прат, която ръководи приноса на университета в Индиана Блумингтън в проекта. „Учените едва сега започват да изучават разнообразните организми, живеещи в най-дълбоките части на океана, а скалистата земна кора на практика е неизследвана на дълбочина над половин километър под повърхността. Организмите, които описваме в този документ, живеят в съвсем различен свят от този, който познаваме на повърхността. "
Този подземен свят, каза Онстът, е безмислен басейн с гореща солена вода под налягане, която мирише на сяра и вредни газове, които хората биха намерили за дишане. Но новооткритите бактерии, които са отдалечено свързани с разделянето на Firmicutes на микробите, които съществуват в близост до подводни хидротермални отвори, процъфтяват там.
„Радиацията позволява производството на много серни съединения, които тези бактерии могат да използват като високо енергиен източник на храна“, каза Онстът. „За тях това е като ядене на картофени чипсове.“
Но пристигането на изследователския екип внесе в подземния свят едно вещество, което макар и жизненоважно за човешкото оцеляване, се оказа фатално за микробите - въздух от повърхността.
„Изглежда, че тези фактори имат истински проблем с излагането на кислород“, каза Онстът. „Не може да изглежда да ги поддържаме живи, след като ги вземем за проба. Но тъй като тази среда прилича много на ранната Земя, тя ни дава справка какви видове същества може да са съществували, преди да имаме кислородна атмосфера. "
Онстът каза, че преди стотици милиони години някои от първите бактерии на планетата може да са процъфтявали при подобни условия и че новооткритите микроби могат да хвърлят светлина върху изследванията за произхода на живота на Земята.
„Тези бактерии вероятно са в близост до основата на дървото за бактериалната област на живота“, каза той. „Може да са генеалогично доста древни. За да разберем, ние ще трябва да ги сравним с други организми като Firmicutes и други такива любящи топлина същества от дълбочинни отвори или горещи извори. "
Изследователският екип изгражда малка лаборатория на 3,8 километра под повърхността в региона на Уитватерсранд, Южна Африка, за да проведе допълнително проучване на новооткритата екосистема, каза Онстът, който се надява, че откритията ще бъдат полезни, когато бъдещите космически сонди бъдат изпратени да търсят живот на други планети.
„Голям въпрос за мен е как се поддържат тези същества?“ - каза Онстът. „Еволюирал ли е този щам бактерии, за да притежава всички характеристики, от които се нуждае, за да оцелее сам, или работят с други видове бактерии? Сигурен съм, че те ще имат повече изненади за нас и един ден могат да ни покажат как и къде да търсим микроби на друго място. “
Други автори на тази работа включват Йохана Липман-Пипке от GeoForschungsZentrum, Потсдам, Германия; Ерик Бойс от университета в Индиана; Барбара Шерууд Лолар от университета в Торонто; Иойн Л. Броуди, Тери К. Хазен, Гари Л. Андерсен и Тод З. Десантис от Националната лаборатория на Лорънс Беркли, Бъркли, Калифорния; Дуейн П. Мозер от Института за изследване на пустинята, Лас Вегас; и Дейв Кершоу от рудника Mponeng, Anglo Gold, Йоханесбург, Южна Африка.
Прат и Онстът си сътрудничат от години като част от Института по астробиология в Индиана-Принстън-Тенеси (IPTAI), финансиран от НАСА изследователски център, фокусиран върху проектирането на инструменти и сонди за откриване на живот в скали и дълбоки подземни води на Земята по време на планирането на подпочвените проучвания на Марс. Препоръките на IPTAI към НАСА ще се основават на констатациите, обсъдени в научния доклад.
Тази работа беше подкрепена и от безвъзмездни средства от Националната научна фондация, Министерството на енергетиката на САЩ, Националния съвет за наука в Тайван, Съветът за научни изследвания в областта на природните науки и инженерство в Канада, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Германска изследователска фондация) и Програмата за стипендии на Killam ,
Оригинален източник: News News Release University
