tuv-iso-logo

Από τον βυθό του Ειρηνικού Ωκεανού: Ζωντανά βακτήρια εκατομμυρίων ετών!

Στον Γύρο του Νότιου Ειρηνικού Ωκεανού, μια θαλάσσια έρημο πιο ακατοίκητη ακόμη κι από τη στεγνότερη έρημο της στεριάς, το νερό παραμένει σχετικά ακίνητο, παρότι περιβάλλεται από ωκεάνια ρεύματα. Λιγοστές θρεπτικές ουσίες μπαίνουν στο εσωτερικό του και όποιες μορφές ζωής υπάρχουν εκεί δεινοπαθούν. Γι’ αυτό εκεί απαιτούνται τουλάχιστον ένα εκατομμύριο χρόνια ώστε να συσσωρευτεί στο βυθόν θαλάσσιο «χιόνι» πάχους ενός μέτρου (τα πτώματα βιολογικών οργανισμών, απεκκρίσεις και σκόνη, που μεταφέρουν Ενέργεια από τα πιο πλούσια ανώτερα ωκεάνεια στρώματα). Πρόκειται για τη λιγότερο παραγωγική λωρίδα νερού στον πλανήτη.

Μέσα από αυτά τα νερά, η επιστημονική ομάδα της IODP, που επέβαινε στο πλωτό γεωτρύπανο «JOIDES Resolution», κατέβασε το 2010 χιλιόμετρα σωλήνα για να φτάσει στον βυθό, ενώ δώδεκα μικροί κινητήρες κρατούσαν την πλατφόρμα σταθερά πάνω από το σημείο, αντισταθμίζοντας τον κυματισμό της τρικυμισμένης θάλασσας. Οταν το τρυπάνι έφτασε στον βυθό, προχώρησε σε βάθος 75 μέτρων μέσα στον πελαγικό πηλό και στο συσσωμάτωμα ασβεστολιθικών μικροαπολιθωμάτων. Το ίδιο επαναλήφθηκε και σε αρκετά άλλα σημεία αυτής της ωκεάνειας περιοχής.

«Ανάσταση»

Οταν οι κυλινδρικοί πυρήνες ιζήματος ανασύρθηκαν στην επιφάνεια, οι σωλήνες γεώτρησης περιείχαν περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια ιστορίας της Γης. Εκείνο που ήθελε να διαπιστώσει η επιστημονική ομάδα ήταν για πόσο χρόνο και σε ποια κατάσταση θα μπορούσαν να επιβιώσουν τα μικρόβια σε αυτό το σχεδόν εντελώς άδειο ωκεάνειο «ψυγείο». Οπως ήταν αναμενόμενο, τα δείγματα ιζημάτων δεν περιείχαν πολλά βακτηριακά κύτταρα: Μόλις 100 έως 3.000 ανά κυβικό εκατοστό, δηλαδή 10 έως 10 εκατομμύρια φορές λιγότερα απ’ ό,τι σε ιζήματα από το ίδιο βάθος, προερχόμενα από πιο παραγωγικά νερά.

Τα πρώτα χρόνια μετά το 2000, αρκετά βακτήρια που απομονώθηκαν από ωκεάνεια ιζήματα ηλικίας μέχρι 35 εκατομμυρίων ετών μπόρεσαν να αναπτυχθούν μέσα σε εργαστηριακές καλλιέργειες, αλλά το πείραμα εκείνο δεν ήταν σχεδιασμένο για να μετρήσει την ανάπτυξή τους. Το 2017, μελέτη για μικρόβια που βρέθηκαν σε γαιάνθρακα (τα οποία εναποτέθηκαν στην ξηρά πριν από 12-16 εκατ. χρόνια, αλλά αργότερα βυθίστηκαν κάτω από το νερό) διαπίστωσε ότι οι «αναστημένοι» μικροοργανισμοί πράγματι αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο, αλλά με πολύ αργό ρυθμό. Για τον διπλασιασμό τους χρειάζονταν μήνες ή και πολύ περισσότερο χρόνο.

Αλλά τα μικρόβια από τον βυθό του Ειρηνικού μόλις βρήκαν τροφή στο εργαστήριο ξύπνησαν γρήγορα, έφαγαν και συνέχισαν κάνοντας αυτά που κάνουν τα βακτήρια, σαν να μην είχε περάσει μια μέρα από τότε που εγκλωβίστηκαν στα ιζήματα. Μέσα σε 68 μέρες είχαν πολλαπλασιαστεί τόσο, ώστε να γίνουν 10.000 φορές περισσότερα, διπλασιαζόμενα περίπου κάθε πέντε μέρες, όπως έδειξε η ενσωμάτωση στους απογόνους τους ραδιενεργών ισοτόπων άνθρακα και αζώτου, που οι επιστήμονες είχαν βάλει στην τροφή τους.

Πλησιόσαυροι

Το 70% της επιφάνειας της Γης καλύπτεται από θαλάσσια ιζήματα, των οποίων οι μικροβιακοί κάτοικοι αντιπροσωπεύουν περίπου το μισό όλης της μικροβιακής βιομάζας του πλανήτη. Σε αυτό το πείραμα, μικροοργανισμοί που εγκλωβίστηκαν στον βυθό του ωκεανού όταν ακόμα από πάνω τους κολυμπούσαν πλησιόσαυροι, ξύπνησαν και πολλαπλασιάστηκαν. Τέσσερις γεωλογικές περίοδοι είχαν περάσει, αλλά αυτά τα μικρόβια, προστατευμένα από τις κοσμικές ακτίνες από ένα παχύ στρώμα ωκεάνειου νερού και ιζήματος, παρέμειναν ζωντανά. Οταν απελευθερώθηκαν και βρήκαν κάτι να φάνε, συνέχισαν τη ζωή τους σαν να μην είχε περάσει μια μέρα.

Κατά μία έννοια, πράγματι δεν είχε περάσει. Το ωκεάνειο ίζημα είναι πολύ πυκνό, με πόρους διαμέτρου μόλις 0,02 εκατομμυριοστών του μέτρου, όταν ένα συνηθισμένο βακτήριο έχει διάμετρο αρκετά εκατομμυριοστά του μέτρου. Είναι φανερό ότι ούτε να κινηθούν μπορούσαν, ούτε υπήρχε πιθανότητα να πέσει πάνω τους κάποιο ίχνος τροφής. Ορισμένα βακτήρια, πολλά από τα οποία είναι αναερόβια (δεν χρειάζονται οξυγόνο), δημιουργούν δομές που ονομάζονται ενδοσπόρια και είναι δομικά ισχυρές και μεταβολικά αδρανείς, επιτρέποντάς τους να επιζήσουν σε πολύ σκληρές συνθήκες. Παρ’ όλα αυτά, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι στα βακτήρια από τα δείγματα του Ειρηνικού αυτές οι δομές ήταν σπάνιες και τα περισσότερα μικρόβια ήταν αερόβια.

Ισως ακόμη πιο εκπληκτικό εύρημα ήταν ένας ακμάζων πληθυσμός βακτηρίων που παίρνουν Ενέργεια από το φως, ο οποίος ανακαλύφθηκε σε δείγμα 557 μέρες μετά την έναρξη της καλλιέργειάς του. Αυτό το είδος κυανοβακτηρίων είναι τόσο ανθεκτικά, που ορισμένοι θεωρούν ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη γεωμορφοποίηση του πλανήτη Αρη. Πέρα από την ικανότητά τους να ζουν κάτω από διαφανή πετρώματα, σε μέρη ξηρά, ψυχρά, αλατούχα και πληττόμενα από ακτινοβολία, μπορούν να αξιοποιούν το κόκκινο φως. Πώς αυτά τα φωτοσυνθετικά μικρόβια κατάφεραν να αναπαραχθούν μέσα σε έναν σκοτεινό θάλαμο εργαστηρίου, παραμένει μυστήριο.

Ζωντανά απολιθώματα

Είναι αλήθεια ότι αν και το ίζημα μέσα στο οποίο βρέθηκαν τα μικρόβια ήταν μέχρι 100 εκατομμυρίων ετών, η ηλικία των συγκεκριμένων μικροβίων παραμένει ασαφής. Ορισμένα είναι πιθανώς απόγονοι της αρχικής μικροβιακής κοινότητας και ίσως είναι πολύ νεότερα. Ομως η αναπαραγωγή είναι απαιτητική διαδικασία και δεδομένων των συνθηκών μέσα στο ίζημα, πρέπει να ήταν σπάνια. Παίρνοντας υπόψη την έλλειψη σπόρων και τη γρήγορη αναβίωση των μικροβίων αυτών, οι επιστήμονες θεωρούν ότι πρέπει όλο αυτό το χρονικό διάστημα να παρέμεναν ζωντανά, αλλά σε κατάσταση αναστολής των βιολογικών τους λειτουργιών.

Επιστήμονες θεωρούν ότι ορισμένα είδη βακτηρίων ίσως επιζούν χωρίς να αναπαράγονται επί εκατομμύρια χρόνια, αλλά αυτό δεν θα αποδειχθεί με βεβαιότητα πριν βρούμε τρόπο χρονολόγησης των ίδιων των μικροβίων. Αν και τα βακτήρια φαίνεται να είναι έως έναν βαθμό «αθάνατα», εκείνα που προέρχονταν από ιζήματα της Κρητιδικής περιόδου, όταν καλλιεργήθηκαν στο εργαστήριο αναπαράγονταν με τον μισό ρυθμό συγκριτικά με άλλα, που βρέθηκαν σε ιζήματα ηλικίας «μόνο» μερικών εκατομμυρίων ετών. Παρ’ όλα αυτά, όλο και περισσότερα στοιχεία δείχνουν ότι ζούμε πάνω σε έναν πλανήτη που είναι γεμάτος ζωντανά απολιθώματα τα οποία είναι στην κυριολεξία αυτό, δηλαδή απολιθώματα και ζωντανά. Οι φίλοι των δεινοσαύρων μπορούν να δουν σε μουσεία απολιθωμένα οστά και δόντια ή ίχνη τους. Οι φίλοι των φυτών έχουν τα απολιθωμένα δάση. Αλλά όσοι ασχολούνται με τα μικρόβια βρίσκονται σε καλύτερη θέση: Οι δεινόσαυροί τους δεν είναι νεκροί.

 

Πηγή: «Scientific American»

Β