Kopalnie złota, warstwy wodonośne, głębokie odwierty – to przykłady miejsc, w których międzynarodowy zespół badaczy sprawdził mikrobiologiczne życie. Naukowcy porównali je do mikroorganizmów na lądach, w morzach i jeziorach.

Pierwsze globalne badanie tego rodzaju ujawnia zdumiewającą różnorodność mikroorganizmów w różnych środowiskach pod powierzchną Ziemi (do 491 metrów poniżej dna morskiego i do 4375 metrów pod powierzchnią lądu).

Naukowcy z międzynarodowego zespołu sprawdzili m.in. kopalnie złota, warstwy wodonośne, głębokie odwierty i warstwy pod dnem zbiorników wodnych. Jak podkreślają, odkrycie tam mikroorganizmów wskazuje na ogromne, niewykorzystane rezerwuary bioróżnorodności ukryte w środowiskach podpowierzchniowych. Żyjące tam organizmy mogą być źródłem nowych związków i leków, ponadto mogą pomóc zrozumieć, jak komórki adaptują się do środowisk o ekstremalnie niskim poziomie energii, a nawet rzucić światło na poszukiwanie życia pozaziemskiego.

"Powszechnie zakłada się, że im głębiej schodzimy pod powierzchnię Ziemi, tym mniej energii jest dostępne, a liczba komórek zdolnych do przeżycia jest mniejsza. Z kolei im więcej energii jest dostępne - różnorodność jest większa, jak w tropikalnych lasach czy rafach koralowych, gdzie jest dużo słońca i ciepła" – zaznacza lider zespołu badaczy, prof. Emil Ruff z Marine Biological Laboratory (MBL). - "Jednak my pokazujemy, że w niektórych środowiskach podpowierzchniowych różnorodność może łatwo dorównać, a nawet przewyższyć tę na powierzchni. Dotyczy to szczególnie środowisk morskich i mikroorganizmów z domeny Archaea".

Zakrojone na szeroką skalę badanie, które zajęło 8 lat, jest również jednym z pierwszych projektów porównujących różnorodność mikroorganizmów i skład ich społeczności w środowiskach morskich oraz lądowych.

"Spójrzmy na rośliny i zwierzęta – bardzo niewiele z nich jest przystosowanych do życia zarówno w środowisku morskim, jak i lądowym. Jednym z wyjątków jest łosoś (może żyć w wodach słonych i lądowych- słodkich – przyp. red.). Interesujące jest pytanie czy to samo dotyczy mikroorganizmów?" – mówi prof. Ruff.

Naukowcy odkryli, że mikroorganizmy morskie i lądowe znacznie różnią się pod względem składu, choć poziom ich różnorodności jest podobny.

"Wygląda na to, że jest to uniwersalna zasada ekologiczna. Istnieje bardzo wyraźny podział między formami życia w środowisku morskim i lądowym, nie tylko na powierzchni, ale także pod nią. Presje selekcyjne na lądzie i w morzu są bardzo różne i faworyzują odmienne organizmy, które mają trudności z przystosowaniem się do życia w obu środowiskach" – wyjaśnia specjalista.

Naukowcy przypominają, że pierwszy raz jeszcze w latach 90-tych zorientowano się, że pod powierzchnią, na głębokościach sięgających kilometrów, znajduje się ogromny rezerwuar mikroorganizmów. Obecnie szacuje się, że od 50 do 80 proc. mikroorganizmów na Ziemi żyje w środowiskach podpowierzchniowych, gdzie dostępność energii może być o rzędy wielkości mniejsza, niż na nasłonecznionej powierzchni.

"Możemy teraz również docenić fakt, że być może połowa różnorodności mikroorganizmów na Ziemi znajduje się w środowiskach podpowierzchniowych. Fascynujące jest to, że w tych niskoenergetycznych środowiskach życie wydaje się spowolnione, czasami do absolutnego minimum. Według szacunków niektóre komórki podpowierzchniowe dzielą się średnio raz na 1000 lat. Te mikroorganizmy funkcjonują w zupełnie innych skalach czasowych, co potencjalnie może nam dostarczyć wiedzy na temat starzenia się" – mówi prof. Ruff.

Tak wolny metabolizm to konieczność, aby przetrwać w ubogim w energię środowisku – tłumaczą naukowcy.

Odkrycie może też wskazać kierunki badań Marsa. Jak bowiem wyjaśniają specjaliści, jeśli Mars lub inne planety miały w pewnym momencie swojej historii ciekłą wodę – a są dowody na to, że Mars ją miał – to skaliste ekosystemy ukryte 3 km pod jego powierzchnią wyglądałyby bardzo podobnie do tych na Ziemi.

Marek Matacz

mat/ zan/

Fot. Depositphotos