חוקרי פרינסטון גילו מושבה של חיידקים שחיה יותר מ -3 ק"מ מתחת לאדמה. על ידי מציאת חיים בתנאים קיצוניים אלה, מרחיבים המדענים את הבנתם באילו סוגים של הרגלים יכולים לתמוך בחיים.
קבוצת מחקר בהנהגת פרינסטון גילתה קהילה מבודדת של חיידקים שנמצאת כמעט שני קילומטרים מתחת לאדמה, שמופקת את כל האנרגיה שלה מריקבון הסלעים הרדיואקטיביים ולא מאור השמש. לדברי חברי הצוות, הממצא מציע כי החיים עשויים להתקיים בתנאים קיצוניים דומים אפילו בעולמות אחרים.
קהילת החיידקים התומכת בעצמם, המשגשגת במי תהום עשירים בחומרים מזינים שנמצאו בסמוך למכרה זהב דרום אפריקני, הייתה מבודדת מעל פני כדור הארץ במשך כמה מיליוני שנים. זה מייצג את הקבוצה הראשונה של חיידקים הידועים כתלויים אך ורק במימני תרכובת מימן וגופרית המיועדים להזנה. התנאים הקיצוניים שבהם חיו החיידקים דומים לאלה של כדור הארץ הקדום, ועשויים לספק תובנות לגבי טבעם של אורגניזמים שחיו הרבה לפני שכוכב הלכת שלנו היה עם אווירת חמצן.
המדענים, שמקורם בתשעה מוסדות משתפים פעולה, נאלצו להתחפר 2.8 ק"מ מתחת לפני השטח של עולמנו כדי למצוא את החיידקים החריגים הללו. הם הביאו את המדענים להשערותיהם כי חיים יכולים להתקיים בנסיבות דומות במקומות אחרים במערכת השמש.
"מה שבאמת זורם לי המיצים הוא האפשרות לחיים מתחת לפני השטח של מאדים," אמר טוליס אונסטוט, פרופסור למדעי הגיאוגרפיה באוניברסיטת פרינסטון ומנהיג צוות המחקר. "חיידקים אלה נותקו משטח כדור הארץ במשך מיליוני שנים רבות, אך הם שגשגו בתנאים שרוב האורגניזמים היו מחשיבים כחסרי חיים. האם קהילות חיידקים אלו יכולות לקיים את עצמן לא משנה מה קרה על פני השטח? אם כן, זה מעלה את האפשרות שאורגניזמים יכולים לשרוד אפילו על כוכבי לכת שמשטחים שלהם הפכו מזמן לחיים. "
צוות אונסטוט פרסם את תוצאותיו בגיליון 20 באוקטובר של כתב העת Science. קבוצת המחקר כוללת את הסופרת הראשונה לי-הונג לין, שביצעה רבות מהניתוחים כסטודנטית בפרינסטון ואחר כך כחוקרת פוסט-דוקטורט במכון קרנגי.
"חיידקים אלה הם באמת ייחודיים, במובן הטהור ביותר של המילה", אמר לין, כיום באוניברסיטת טייוואן הלאומית. "אנו יודעים עד כמה היו החיידקים המבודדים מכיוון שניתוחים של המים שהם חיים בהם הראו שהם ישנים מאוד ולא דוללו על ידי מי השטח. בנוסף, מצאנו שהפחמימנים בסביבה לא הגיעו מאורגניזמים חיים, כרגיל, וכי מקור המימן הדרוש להנשמתם נובע מפירוק מים על ידי ריקבון רדיואקטיבי של אורניום, תוריום ואשלגן. "
מכיוון שמי התהום שדגמו הצוות במטרה למצוא את החיידק מגיעים מכמה מקורות שונים, קשה עדיין לקבוע באופן ספציפי כמה זמן חיידקים בודדו. הצוות מעריך כי מסגרת הזמן תימצא איפשהו בין שלוש ל -25 מיליון שנה, ומשמעה שדברים חיים יכולים להסתגל אפילו יותר ממה שחשבו פעם.
"אנו יודעים מעט באופן מפתיע על המקור, האבולוציה והגבולות לחיים בכדור הארץ", אמרה הביוגאוכימיסטית ליסה פראט, שהובילה את תרומתה של אוניברסיטת אינדיאנה בלומינגטון לפרויקט. "מדענים רק מתחילים לחקור את האורגניזמים המגוונים החיים בחלקים העמוקים ביותר של האוקיאנוס. הקרום הסלעי על כדור הארץ כמעט ולא נחקר בעומקים של יותר מחצי ק"מ מתחת לפני השטח. האורגניזמים שאנו מתארים במאמר זה חיים בעולם אחר לחלוטין מזה שאנחנו מכירים לפני השטח. "
העולם התת-קרקעי הזה, אמר אונסטוט, הוא בריכה נטולת אור של מי מלח חמים ולחוצים שמסריחים גופרית וגזים רעילים שבני אדם ימצאו בלתי ניתנים למתן רמה. אך החיידקים שהתגלו זה עתה, הקשורים באופן מרוחק לחטיבת Firmicutes במיקרובים הקיימים ליד פתחי האוורור ההידרותרמיים התת-ימיים, פורחים שם.
"הקרינה מאפשרת ייצור של הרבה תרכובות גופרית בהן חיידקים אלו יכולים להשתמש כמקור מזון אנרגיה גבוהה", אמר אונסטוט. "מבחינתם זה כמו לאכול צ'יפס."
אך הגעתו של צוות המחקר הביאה חומר אחד לעולם המחתרתי, אשר אף חיוני להישרדות האדם, הוכיח את עצמו קטלני למיקרובים - אוויר מפני השטח.
"נראה כי לבעוררים הללו יש בעיה אמיתית בחשיפה לחמצן", אמר אונסטוט. "נראה שאנחנו לא מצליחים להחזיק אותם בחיים אחרי שנדגמן אותם. אבל מכיוון שהסביבה הזו כל כך דומה לכדור הארץ הקדום, היא נותנת לנו אחיזה באיזה סוג של יצורים היו יכולים להתקיים לפני שהייתה לנו אווירת חמצן. "
אונסטוט אמר כי לפני מאות רבות של מיליוני שנים, ייתכן שהחיידקים הראשונים בכדור הארץ שגשגו בתנאים דומים, וכי המיקרובים החדשים שהתגלו יכולים לשפוך אור על מחקרי מקורם של החיים בכדור הארץ.
"חיידקים אלה ככל הנראה קרובים לבסיס העץ לתחום החיידקי של החיים", אמר. "הם עשויים להיות עתיקים למדי. כדי לגלות זאת, עלינו להשוות אותם לאורגניזמים אחרים כמו Firmicutes ושאר יצורים חובבי חום מכניסת מים עמוקים או מעיינות חמים. "
צוות המחקר בונה מעבדה קטנה 3.8 ק"מ מתחת לפני השטח באזור ויטווטרסראנד בדרום אפריקה כדי לערוך מחקר נוסף על המערכת האקולוגית שהתגלתה לאחרונה, אמר אונסטוט, המקווה כי הממצאים ישמשו כשישלחו חללי חלל עתידיים לחפש חיים על כוכבי לכת אחרים.
"שאלה גדולה מבחינתי היא איך היצורים האלה מקיימים את עצמם?" אונסטוט אמר. "האם זן חיידקים זה התפתח כדי להיות בעל כל המאפיינים הדרושים לו כדי לשרוד בכוחות עצמו, או שהם עובדים עם מינים אחרים של חיידקים? אני בטוח שיהיו להם יותר הפתעות עבורנו, והם עשויים להראות לנו יום אחד כיצד ואיפה לחפש מיקרובים במקומות אחרים. "
מחברים אחרים של יצירה זו כוללים את יוהנה ליפמן-פפק מ- GeoForschungsZentrum, פוטסדאם, גרמניה; אריק בויס מאוניברסיטת אינדיאנה; ברברה שרווד לולר מאוניברסיטת טורונטו; איואן ל. ברודי, טרי סי חזן, גארי ל. אנדרסן וטוד ז. דסאנטיס מלורנס ברקלי, המעבדה הלאומית, ברקלי, קליפורניה; דיואן פ. מוזר מהמכון לחקר המדבר, לאס וגאס; ודייב קרשו ממכרה Mponeng, אנגלו גולד, יוהנסבורג, דרום אפריקה.
פראט ואונסטוט שיתפו פעולה במשך שנים כחלק מהמכון לאסטרוביולוגיה אינדיאנה-פרינסטון-טנסי (IPTAI), מרכז מחקר הממומן על ידי נאס"א המתמקד בתכנון מכשירים וגשמים לגילוי חיים בסלעים ומי תהום עמוקים על כדור הארץ במהלך תכנון לבדיקת הקרקע מתחת לפני האדמה מאדים. המלצות IPTAI לנאס"א יתבססו על ממצאים שנדונו בדו"ח המדע.
עבודה זו נתמכה גם במענקים של קרן המדע הלאומית, מחלקת האנרגיה האמריקנית, מועצת המדע הלאומית בטייוואן, המועצה לחקר מדעי הטבע וההנדסה של קנדה, דויטשה פורשונגסגיינסייקט (DFG, קרן המחקר הגרמנית) ותוכנית מלגות קילם. .
המקור המקורי: מהדורת החדשות של אוניברסיטת פרינסטון
