Bakterie spoza świata

Paweł Szablewski | 2009-04-29

Odkryto ekosystem istniejący przez kilka milionów lat w całkowitej izolacji od świata zewnętrznego. Zamieszkują go bakterie uwięzione we wnętrzu lodowca.

Bakterie są znane z możliwości wytrzymywania ekstremalnych warunków. Niektóre z nich biją wszelkie rekordy. Collwellia psychrerythraea przeżywa w temperaturze ciekłego azotu minus 196 oC, a bakterie występujące na dnie oceanów w pobliżu źródeł hydrotermalnych (podwodnych wytrysków gorącej wody) żyją w temperaturze plus 121 oC, z kolei Natronomonas pharaonis lubi skrajnie zasadowe środowisko sodowych jezior powulkanicznych osiągających pH 12. Jeszcze inna bakteria Deinococcus radiodurans znana jest z tego, że potrafi przeżyć bardzo wysokie dawki promieniowania, spotykano ją nawet we wnętrzu reaktorów atomowych.

Tym razem okazało się, że potrafią one żyć w całkowitej izolacji od świata zewnętrznego. Bez dostępu światła, bez tlenu z powietrza, w bardzo niskich temperaturach. Odkrycia dokonano w jednym z najbardziej niegościnnych dla życia miejsc na ziemi w antarktycznym lodowcu Taylora. Badaczy z grupy Jill Mikucki z Harvard University (USA) zainteresował krwistoczerwony jęzor wypływający z czoła lodowca. Analiza DNA wykazała, że materiał jest bogaty w mikroorganizmy głównie bakterii gatunku Thiomicrospira Arctic. Badania próbek spod lodu wykazały, że bakterie żyły w tym izolowanym środowisku od 1,5 do 4 milionów lat. Zamieniając fotosyntezę na chemosyntezę korzystały z energii zawartej w związkach żelaza i siarki. Właśnie związki żelaza przyczyniły się do czerwonej barwy wypływów (są to głównie tlenki żelaza - rdza). Energia w takich warunkach jest pobierana przez bakterie głównie z związków siarki, natomiast związki żelaza bardzo ułatwiają przebieg tego procesu.

Dokładnie nie wiadomo w jaki sposób bakterie zostały uwięzione 400 metrów pod lodem. Przypuszcza się, że rosnący lodowiec uwięził je odgradzając od morza. W tak izolowanym zbiorniku doszło do znacznego wzrostu stężenia soli mineralnych, które niedopuszczały do zamarznięcia jeziora nawet przy – 10 st. C. Ponieważ w rejonie tym zaczęły panować dużo niższe temperatury powierzchnia jeziora przymarzła i zaczęły pokrywać ją coraz to nowe warstwy śniegu. Natomiast wnętrze jeziora nawet przy kilku stopniach poniżej zera pozostawało płynne.

Pod koniec zeszłego roku inny zespół, Dylana Chivian ogłosił o odkryciu izolowanego ekosystemu w podziemnych skałach. Znajduje się on 2,8 km pod ziemią, a odkrycia dokonano w kopalni złota Mponeng, niedaleko Johannesburga (RPA). Badając próbki płynu z skalnych szczelin znaleziono ślady DNA, który w 99,9 procentach należały do nieznanej nauce bakterii, nazwanej Candidatus Desulforudis Audaxviator. Żyje ona w tych skałach bez dostępy światła i powietrza, w temperaturze sięgającej 60oC, odżywiając się związkami siarki i wodoru. Bakteria potrafi także przekształcać dwutlenek węgla i wiązać azot uwalniany ze skał. Bakteria dzięki wici potrafi również się poruszać.

Żyjące w takich warunkach bakterie muszą same wytworzyć wszystkie aminokwasy (białka) niezbędne do życia. Muszą także dobrze chronić swoje DNA przed działaniem niekorzystnych czynników.

Takie znaleziska zaraz rozwijają hipotezy o możliwości życia i przemieszczania się mikroorganizmów w lodowych meteorytach na inne planety. Szczególnie podatne miałby być Mars i księżyc Jowisza Europa. Na obu występują czapy lodowców oraz koncentracje związków żelaza. Równie obiecujący jest Encladusa, księżyc Saturna, prawie cały zbudowany z lodu.

Źródło:
- dailyscience.com: 17.04.2009r., Newly Discovered Iron-breathing Species Have Lived In Cold Isolation For Millions Of Years.