Znajdź zawartość

Niezwykłe włókniste twory, uformowane w wyniku wielu lat rozwoju mikroorganizmów, odnaleźli badacze z Penn State University w czeluściach jednej z włoskich jaskiń. Wchodzące w skład kolonii komórki mogą być jednymi z najwolniej wzrastających form życia na Ziemi. Odkrycia dokonano około pół kilometra pod ziemią, w jaskiniach należących do systemu Frasassi. Miejsce to jest bogate w związki siarki, co stwarza dogodne warunki dla niektórych typów organizmów, lecz lodowata woda wypełniająca jaskinie oraz znacznie obniżona zawartość tlenu znacznie spowalniają rozwój wszelkich komórek. Kolonie, będące formą tzw. biofilmów, zauważyli speleolodzy badający okoliczne formy geologiczne. Po konsultacji z przełożonymi zostali poproszeni o pobranie próbek zaobserwowanych nici. Przeprowadzone badania przyniosły bardzo interesujące rezultaty. Nie odnaleźliśmy żadnych sekwencji [DNA] znanych z organizmów zdolnych do wytwarzania metanu lub jego utleniania - ujawnia dr Jennifer L. Macalady, jedna z badaczek zaangażowanych w projekt. Jest to dość nietypowe, gdyż w jaskiniach bogatych w siarkę mikroorganizmy z tej grupy są zwykle dość liczne. Badacze oceniają, że brak mikroorganizmów metanowych wynika z charakteru chemicznego skał znajdujących się poniżej jaskiń systemu Frasassi. Zwykle w podobnych jaskiniach źródłem siarki są pokłady ropy naftowej i gazu ziemnego, zawierające także metan. We Włoszech, dla odmiany, siarka pochodzi najprawdopodobniej z silnie rozbudowanej warstwy gipsu. Szczegółowe analizy wykazały, że odnalezione biofilmy są złożone z bakterii oraz archeanów, najprymitywniejszych organizmów na Ziemi. Aż połowa tych ostatnich wykazywała wiele cech charakterystycznych dla swoich krewniaków żyjących w głębinach mórz. Jest to bardzo istotne, gdyż wiele informacji na temat archeanów, takich jak np. sposób ich odżywiania, jest dla badaczy niejasnych. Być może badanie próbek przywiezionych z Włoch umożliwi zebranie dodatkowych informacji na temat tych prostych form życia. Szczególne zainteresowanie specjalistów z Penn State University wzbudził nietypowy, nitkowaty kształt kolonii. Nie wiemy, dlaczego przyjmują one właśnie taki kształt, przyznaje dr Macalady. Mikroorganizmy wchodzące w ich skład wydzielają jakiś rodzaj lepiku lub pozakomórkowego polimeru - śluzu, którzy utrzymuje je razem. Ponad wszelką wątpliwość ustalono natomiast, że mikroorganizmy odkryte w jaskiniach Frasassi rozwijają się wyjątkowo wolno, lecz są za to w stanie utrzymać się przy życiu w wyjątkowo ubogim w energię miejscu. Szczegółowe testy wykazały, że pojedynczy sznur o długości 1-2 metrów wzrasta nawet do dwóch tysięcy lat. Nie licząc tego miejsca, organizmy wzrastające tak wolno żyją na Ziemi najprawdopodobniej wyłącznie na dnie najgłębszych mórz i oceanów. Na najbliższe miesiące zaplanowana jest kolejna ekspedycja, której celem będzie pobranie próbek biofilmu z największej możliwej głębokości.

Niemiecko-japoński zespół badaczy donosi, że głęboko pod dnem oceanów nasza planeta ukrywa mikroorganizmy zawierające aż 90 miliardów ton węgla. Jest to ilość odpowiadająca jednej dziesiątej zasobów tego pierwiastka dostępnych w lasach tropikalnych całej Ziemi. Naukowcy donoszą, że analizowane przez nich próbki składają się w znacznej większości z archeanów - prymitywnych mikroorganizmów wykazujących wspólne cechy z niektórymi bakteriami. Odkrycie to stoi w sprzeczności z poprzednimi doniesieniami o przewadze bakterii w podmorskich środowiskach. Najnowsze badania wydają się być bardziej prawdopodobne ze względu na znacznie większą ilość przebadanych próbek - naukowcy mieli do dyspozycji materiał pobrany dzięki kilkuset odwiertom wykonanym w ramach Zintegrowanego Programu Odwiertów Oceanicznych (IODP, od ang. Integrated Ocean Drilling Program). Jak tłumaczy jeden z autorów badania, prof. Kai-Uwe Hinrichs, zasadniczy cel projektu został osiągnięty: Chcieliśmy zbadać, które mikroorganizmy mogą być odnalezione na dnie morza, a także jaka jest ich liczebność. Przez dłuższy czas uważano, że wyjątkowo trudne warunki (wysokie ciśnienie, brak tlenu, minimalna ilość docierających na tę głębokość substancji odżywczych) uniemożliwiają rozwój jakichkolwiek form życia. Dzięki badaniom okazało się jednak, że tzw. głęboka biosfera istnieje. Co więcej, tworzące ją organizmy mają się całkiem dobrze dzięki odpowiedniej adaptacji. Jakie formy życia składają się na podwodne środowisko? Ogólnie mówiąc, życie poniżej dna morskiego jest zdominowane przez niewielkie organizmy jednokomórkowe, tłumaczy dr Julius Lipp, który zdobył swój tytuł właśnie dzięki Zintegrowanemu Programowi Odwiertów Oceanicznych. Zgodnie z naszymi analizami, bakterie dominują w dziesięciocentymetrowej warstwie najbliższej powierzchni dna. Poniżej tej strefy główna część biomasy jest tworzona przez archeany. Jak informuje badacz, te ostatnie mogą tworzyć aż 87% organizmów zamieszkujących głęboką biosferę. Nie mają jednak lekkiego życia - są skazane na niemal nieprzerwaną głodówkę spowodowaną nieduża ilością opadającego pokarmu. Prawdopodobnie ich jedynym pokarmem są częściowo przetrawione resztki pokarmu roślinnego. Mikroorganizmom udało się jednak wykształcić mechanizmy, które umożliwiają im życie w wyjątkowo niegościnnym środowisku dna morskiego. Archeany to stosunkowo słabo poznana, lecz bardzo interesująca grupa organizmów. Stanowią trzecią, obok bakterii i eukariontów (organizmów zbudowanych z komórek posiadających jądro komórkowe), tzw. domenę organizmów żywych. Choć mogą zamieszkiwać różnorodne środowiska, są znane przede wszystkim ze zdolności do przetrwania w tych najbardziej ekstremalnych. Naukowcy pobrali wiele próbek DNA z nadzieją na uzyskanie wielu istotnych informacji na temat tych interesujących mikroorganizmów. Ich badanie może znacznie poszerzyć naszą wiedzę o początkach życia na Ziemi oraz sposobach adaptacji do skrajnie niekorzystnych warunków. Badania wykonane w ramach IODP rzucają nowe światło na ekosystemy wodne. Ogromna ilość węgla związana w głębokiej biosferze oznacza, że może ona odgrywać istotną rolę w obiegu związków tego pierwiastka w przyrodzie. Znaczna rozpiętość wyników prezentowanych przez różne grupy badaczy skłoniła ich do przeprowadzenia głębszej analizy problemu. Postanowili oni sprawdzić, czy różnice w rezultatach analiz wynikają z różnic w składzie materiału pobranego w określonym miejscu, czy też jest to efekt błędów ludzkich lub niedoskonałości technik analitycznych. Aby to sprawdzić, rozesłano do laboratoriów w Europie, USA i Japonii zestawy próbek pobranych z różnych lokalizacji, a zadaniem pracowników będzie ustalenie ilości i składu biomasy wchodzącej w skład pobranego materiału. Porównanie uzyskanych rezultatów i optymalizacja pomiarów może być istotna dla zrozumienia procesów zachodzących w głębokiej biosferze. Szczegóły badań wykonanych w ramach projektu publikuje czasopismo Nature.