Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες έχουν ξεκινήσει ένα πρωτόγνωρο «ταξίδι στο κέντρο της Γης» ανακαλύπτοντας, όλο και πιο βαθιά στο υπέδαφος, μικρόβια που αλλάζουν όλα όσα γνωρίζαμε για τη ζωή στον πλανήτη.
Για παράδειγμα υπό κανονικές συνθήκες, το νερό σε θερμοκρασία βρασμού σκοτώνει τα μικρόβια αλλά το Geogemma barossii είναι από έναν άλλον, «βαθύ κόσμο», που δεν υπακούει στους κανόνες του δικού μας.
Οι 100 βαθμοί Κελσίου ισοδυναμούν με «κρύο» για αυτόν τον οργανισμό που ευδοκιμεί σε θερμοκρασίες άνω των 120 βαθμών Κελσίου. Κανένας άλλος γνωστός μικροοργανισμός δεν μπορεί να ζήσει σε τόσο υψηλή θερμοκρασία.
Πρόκειται για ένα από τα πολλά, μυστηριώδη μικρόβια που ζουν στον τεράστιο, υπόγειο βιότοπο που μέχρι πρόσφατα ήταν πρακτικά «αόρατος» σε εμάς.
Την τελευταία δεκαετία, επιστήμονες από όλον τον κόσμο, συνεργάζονται στο Παρατηρητήριο Άνθρακα Βάθους (Deep Carbon Observatory) για να αποκρυπτογραφήσουν αυτά τα κρυφά οικοσυστήματα. Την περασμένη εβδομάδα, οι ερευνητές παρουσίασαν κάποιες από τις πιο πρόσφατες ανακαλύψεις τους.
Χρησιμοποιώντας εξοπλισμό τελευταίας τεχνολογίας (εξελιγμένα τρυπάνια, ειδικούς σωλήνες υψηλής πίεσης, τεστ DNA και υπολογιστικά μοντέλα), οι επιστήμονες εξερευνούν πλέον ηφαίστεια, αδαμαντωρυχεία, θερμές υποβρύχιες πηγές και άλλα ακραία τερέν κάτω από τους ωκεανούς και τις ηπείρους.
Και όσα ανακαλύπτουν, ανατρέπουν ολοκληρωτικά τις υφιστάμενες θεωρίες μας.
Εκτιμάται πως περίπου 200 με 600 οκτάκις εκατομμύρια οργανισμοί ζουν κάτω από τις ηπείρους και ακόμα περισσότερα κάτω από τον πάτο της θάλασσας.
Αθροιστικά, ζυγίζουν όσο περίπου 200 εκατομμύρια γαλάζιες φάλαινες και, σίγουρα, πολύ περισσότερο από τα 7,5 δισεκατομμύρια ανθρώπους που αναπνέουν σήμερα στον πλανήτη.
Η υπόγεια βιοποικιλότητα συναγωνίζεται την χερσαία και οι περισσότεροι θαμμένοι μικροοργανισμοί δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί ή κατηγοριοποιηθεί.
«Αυτό πρακτικά σημαίνει πως τα περισσότερα μικρόβια πάνω στον πλανήτη, ενδέχεται να μην έχουν καμία σχέση με την ιδέα που έχουμε για τα μικρόβια», εξηγεί η Κάρα Μαγκναμπόσο, υπολογιστική βιολόγος του Ινστιτούτου Flatiron στη Νέα Υόρκη.
Καθώς οι επιστήμονες συνεχίζουν τις μελέτες τους, οι οργανισμοί που βρίσκουν διευρύνουν το «δέντρο της Ζωής».
Χωρίς ανάγκη για φως ή οξυγόνο
Όπως η βλάστηση ποικίλει μεταξύ των ερήμων, των τροπικών δασών και της αρκτικής τούνδρας, έτσι και οι μικροβιακές συγκεντρώσεις διαφέρουν από βιότοπο σε βιότοπο: από τα θαμμένα καθιζήματα, στον θειικό φλοιό των βυθών και στις διαστρωματώσεις στον γρανίτη, τον βασάλτη, τον ψαμμίτη και την λάσπη κάτω από τις ηπείρους.
Μύκητες και πολυκύτταροι οργανισμοί, όπως τα έντομα και τα σκουλήκια, ζουν βαθιά κάτω από την γη. Εκεί, υπάρχουν ουσιαστικά μόνο δύο τρόποι τροφοδοσίας.
Κάποιοι οργανισμοί επιβιώνουν με τα «υπολείμματα» της φωτοσύνθεσης από την επιφάνεια, που παραμένουν θαμμένα στη γη για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
Στον αντίποδα, τα Chemolithoautotrophs (χημολιθοαυτότροφοι οργανισμοί), «φωτοσυνθέτουν χωρίς ήλιο και αναπνέουν ότι βρίσκεται γύρω τους», γράφουν χαρακτηριστικά οι New York Times.
«Είμαστε εξοικειωμένοι με την αναπνοή οξυγόνου, αλλά οι μικροοργανισμοί έχουν πολλές επιλογές», εξηγεί η Ιζαμπέλ, Ντάνιελ, γεωλόγος του γαλλικού πανεπιστημίου Claude Bernard στη Λυών.
Το βακτήριο Candidatus Desulforudis για παράδειγμα, εισπνέει το προϊόν της «συνάντησης» συγκεκριμένων πετρωμάτων με το νερό.
«Παίρνεις έναν βράχο. Τον βάζεις στο νερό. Τον θερμαίνεις λίγο αλλά όχι υπερβολικά και παράγει όσα χρειάζονται για να συνεχιστεί η ζωή», εξηγεί η Κάρεν Λόιντ, μικροβιολόγος στο πανεπιστήμιο του Τενεσί, στο Νόξβιλ.
Άλλα μικρόβια αναπνέουν ακόμα και ουράνιο και αποβάλλουν μικροσκοπικούς κρυστάλλους.
Τα μικρόβια του υπεδάφους αναπαράγονται κάθε τριάντα χρόνια ή και ακόμα πιο αραιά. Αν εκλείψουν οι θρεπτικές ουσίες, τα μικρόβια μπαίνουν σε κατάσταση αδράνειας και χρησιμοποιούν την ελάχιστη ενέργεια που τους απομένει για τη συντήρησή τους.
Θα πολλαπλασιαστούνύ όταν γίνει πάλι διαθέσιμη κάποια εξωτερική πηγή ενέργειας και αυτό συχνά παίρνει χρόνο και συγκεκριμένα «γεωλογικό χρόνο» μερικών χιλιάδων ετών, έως ότου ένας νέος πληθυσμός αντικαταστήσει τον παλιό.
Αν ποτέ ανακαλυφθεί ζωή και αλλού στο ηλιακό μας σύστημα, όπως στους παγωμένους ωκεανούς της «Ευρώπης», του φεγγαριού του Δία, οι επιστήμονες δεν αποκλείουν το ενδεχόμενο η μικροβιακή ζωή εκεί να παρουσιάζει κοινά στοιχεία με τους μικροοργανισμούς στο υπέδαφος της Γης.
Άλλωστε για την ώρα, μπορεί παραμένει άγνωστη η προέλευση της ζωής, αλλά είναι εμφανές ότι οι μικροοργανισμοί που ζουν σε μεγάλα βάθη, μοιράζονται κοινούς προγόνους με τους κατοίκους της επιφάνειας.
Δισεκατομμύρια χρόνια πριν, η χημεία της πρώιμης γης ίσως ήταν παρόμοια με αυτή της «βαθιάς, υπόγειας, βιόσφαιρας», πριν το οξυγόνο απελευθερωθεί στην ατμόσφαιρα.
Δημιουργώντας μοντέλα για τις βιόσφαιρες του υπεδάφους και το πως συγκεκριμένες χημικές αντιδράσεις, οδήγησαν στην εμφάνιση της οργανικής ύλης, οι ερευνητές ελπίζουν να πλησιάσουν την απάντηση για το κατά πόσο η ζωή γεννήθηκε στην επιφάνεια ή στο υπέδαφος της Γης.
Αρκετοί είναι και οι επιστήμονες που αναρωτιούνται αν η ζωή στο υπέδαφος και η κατανόησή της, θα μπορούσε να υποδείξει τις «υποψήφιες» μορφές ζωής στον Άρή και στην «Ευρώπη».
«Θα μπορούσε να υπάρχει μια βαθιά βιόσφαιρα σε αυτούς τους άλλους κόσμους;», αναρωτιέται ο Ρόμπερτ Χάζεν, ορυκτολόγος του Γεωφυσικού Εργαστηρίου του Ινστιτούτου Carnegie, που διευθύνει το Παρατηρητήριο Άνθρακα Βάθους.
«Μέχρι να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα, ο νέος-παλιός κόσμος μας επιβάλλει έναν ανανεωμένο τρόπο σκέψης για το τι είναι τελικά η Ζωή», λέει ο δόκτωρ Χάζεν.
Σκάβοντας για περισσότερες απαντήσεις
Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει μικρόβια που ευδοκιμούν 8 χιλιόμετρα κάτω από την ηπειρωτική επιφάνεια. Βακτήρια που παράγουν μεθάνιο, 10 χιλιόμετρα κάτω από το επίπεδο του βυθού.
«Αν έσβηνες αύριο τον Ήλιο, αυτοί οι "τύπου" ούτε που θα νοιάζονταν», λέει ο δρ. Λόιντ. «Δεν ξέρουμε πόσο πιο βαθιά μπορεί να φτάσει η ζωή».
Την δεκαετία του 1970, σοβιετικοί επιστήμονες έσκαψαν με τρυπάνι σε βάθος 12 χιλιομέτρων, στον φλοιό της Γης. Δεν βρήκαν ιδιαίτερη ζωή τόσο βαθιά, αλλά δεν έψαχναν και για αυτή, σχολιάζει ο δρ. Λόιντ.
Τώρα, με το ιαπωνικό σκάφος-τρυπάνι Chikyu, οι επιστήμονες προσπαθούν να φτάσουν μέχρι τον μανδύα της Γης, διαπερνώντας ένα στρώμα δεκάδων χιλιομέτρων από βράχους που μας χωρίζουν από τα ενδότερα στρώματα του πλανήτη και τον πυρήνα του.
«Δεν έχουν πάει μακριά για την ώρα, αλλά ευχόμαστε για το καλύτερο», λέει ο Δρ. Λόιντ. «Για την ώρα δεν έχουμε σκάψει πιο βαθιά από εκεί που υπάρχει ζωή».
Δεν γνωρίζουμε με βεβαιότητα αν οι συνθήκες είναι αφιλόξενα ακραίες για τη ζωή. Αυτά τα μικρόβια, που μπορούν να συντηρηθούν από την παραμικρότερη σταγόνα νερού (και αρκετά δεν χρειάζονται καν οξυγόνο), διαρκώς ανατρέπουν τα γνωστά όρια της ζωής.
«Βρίσκουμε κύτταρα σε μέρη που νομίζαμε ότι δεν υπάρχουν κύτταρα», λέει η δρ. Ντάνιελ. Η θερμοκρασία ανεβαίνει κοντά στον πυρήνα και η υπερβολική θερμότητα μπορεί να καταστρέφει τις πρωτεΐνες και τα λίπη που σχηματίζουν τα κύτταρα, όπως συμβαίνει στο εργαστήριο.
«Πόσο βαθιά μπορούν να αντέξουν;», αναρωτιέται η Ντάνιελ. Δεν θα μάθουμε πριν φτάσουμε εκεί.
Με πληροφορίες από New York Times
σχόλια