Σκληροπυρηνικά μικρόβια

Από ABC News, Μάιος 2004 

Μικρόβια που βρέθηκαν σε μια βαθιά γεώτρηση δείχνουν ότι ζωντανά πλάσματα θα μπορούσαν να ζήσουν οπουδήποτε. Ακόμα και στον Άρη.

Ερευνητές έχουν βρει αποδεικτικά στοιχεία ότι υπήρχαν βακτήρια μέσα σε ηφαιστειακούς βράχους, σε βάθος μεγαλύτερο των 1.200 μέτρων κάτω από το νησί της Χαβάης. Έτσι, πιστεύουν, ότι είναι δυνατό η ζωή να επιζήσει σε συνθήκες που να είναι τόσο αφιλόξενες για τη ζωή, όσο και ο Άρης.

Επί 10 χρόνια ο Martin Fisk, του πολιτειακού πανεπιστημίου του Όρεγκον, έψαχνε για την ύπαρξη ζωής σε περίεργες τοπθεσίες. Τόσο αυτός όσο και οι συνάδελφοί του την έχουν βρει παντού, από τους αρκτικούς παγετώνες έως τους βράχους που συλλέχθηκαν από τον πυθμένα της θάλασσας, σε ένα βάθος 3.000 μέτρων κάτω από το νερό (257 μέτρα κάτω από την επιφάνεια).

Η πιο πρόσφατη ανακάλυψη του προέκυψε από μικροσκοπική ανάλυση δειγμάτων από κομμάτια που συνέλεξε σε μια διάτρηση, κοντά στην πόλη Hilo στο Μεγάλο Νησί της Χαβάης. Ο Fisk και άλλοι επιστήμονες με ένα ευρύ φάσμα δραστηριοτήτων και αρκετών ιδρυμάτων βρήκαν μικροσκοπικές φωλιές που χαράχτηκαν από μικροοργανισμούς. Έτσι ήταν σε θέση να βρίσκουν θρεπτικές ουσίες για να επιζήσουν μέσα στους ίδιους τους βράχους, σε βάθος 1000 μέτρα κάτω από την επιφάνεια.

Ζωή, με μικρές απαιτήσεις

Χρησιμοποιώντας υπεριώδη φθορισμό και φασματοσκοπία κατά Raman, οι επιστήμονες βρήκαν, επίσης, DNA και RNA, τα δύο απαραίτητα μόρια για τη ζωή. Και τα δύο παρουσίασαν ελάχιστη ή καμία αλλοίωση, καταδεικνύοντας κατά συνέπεια ότι αυτοί οι μικροσκοπικοί οργανισμοί υπήρξαν πρόσφατα ενεργοί, ενδεχομένως ακόμη και την ημέρα που λήφθηκε το δείγμα από την οπή που άνοιξε το τρυπάνι στη γεώτρηση.

"Ειδικά το RNA αλλοιώνεται αρκετά γρήγορα", λέει ο  Fisk. "Το γεγονός αυτό μας λέει ότι εντελώς πρόσφατα  κάτι ζούσε μέσα στο βράχο".

Δείχνει επίσης και κάτι άλλο. Εάν η ζωή μπορεί να επιζήσει σε ένα τέτοιο εχθρικό περιβάλλον, όπως είναι ένας ηφαιστειακός βράχος που βρίσκεται θαμμένος κάτω από το έδαφος, μπορεί πιθανώς να επιζήσει και σε πολλούς άλλους κόσμους.

"Οι συνθήκες είναι κατάλληλες στον Άρη και μερικά από τα μεγαλύτερα φεγγάρια του ηλιακού μας συστήματος μπορούν να υποστηρίξουν την ανάπτυξη της ζωής", αναφέρει ο Fisk. Οι ηφαιστειακοί βράχοι της Χαβάης έχουν όλα τα απαραίτητα στοιχεία για τη ζωή, συμπεριλαμβανομένου του άνθρακα, του φωσφόρου και του αζώτου. Και αυτό που απαιτείται τελικά  για να συμπληρωθούν είναι το νερό.

Ο Fisk θεωρεί ότι πολύ κάτω από την επιφάνεια του Άρη η θερμοκρασία θα είναι αρκετά θερμή για να λειώσει τον πάγο, που πολλοί επιστήμονες θεωρούν ότι βρίσκεται στον κόκκινο πλανήτη, και εάν υπάρχει νερό, τότε πιθανώς υπάρχουν βακτηρίδια.

Ο Martin Fisk είναι καθηγητής ωκεάνειων και ατμοσφαιρικών επιστημών στην Πολιτεία Όρεγκον, και επικεφαλής συντάκτης μιας έκθεσης σχετικά με το πρόγραμμα της Χαβάης στο τεύχος Δεκεμβρίου του περιοδικού Geochemistry, Geophysics and Geosystemsτης.

Το έργο χρηματοδοτήθηκε από τη NASA, το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας, και την Πολιτεία Όρεγκον, χρησιμοποιώντας δείγματα που λήφθηκαν από μια γεώτρηση στη Χαβάη.

Μυστήριοι οργανισμοί

Η γεώτρηση έφτασε σε βάθος σχεδόν 3.000 μέτρων, και ο Fisk υποψιάζεται ότι τα μικρόβια επιζούν πιθανώς ακόμη και σε εκείνο το βάθος, αλλά έχει μελετηθεί μόνο μια περιοχή μέχρι τώρα. Οι ερευνητές εξέτασαν λεπτά δείγματα του βράχου από όλη την οπή που ανοίχτηκε, αλλά στο βάθος των 1.200 μέτρων φάνηκε κάτι να υπάρχει.

Σε εκείνο το βάθος ο ηφαιστειακός βράχος αποτελείται συνήθως από σπασμένο βασαλτικό γυαλί, ή υαλοκλαστίτη, το οποίο σχηματίζεται όταν ρέει η λάβα στον ωκεανό. Ο βράχος σε εκείνο το βάθος είναι περίπου 300.000 ετών, έτσι έχει θαφτεί κάτω από πολλές εκρήξεις που έγιναν αργότερα. Καθώς οι ερευνητές εξέτασαν τους βράχους, βρήκαν αποδεικτικά στοιχεία ότι είχαν μεταβληθεί με έναν τρόπο που έμοιαζε σαν να είχε φαγωθεί από μικροοργανισμούς", εξηγεί ο Fisk.

Αλλά η πραγματική απόδειξη αυτής της υπόθεσης ήρθε όταν ανέλυσαν το DNA, και που αποκάλυψε την παρουσία βακτηριδίων που είναι αρκετά διαφορετικό από το DNA των σημερινών μικροβίων. Στην πραγματικότητα, τα βακτηρίδια που βρίσκονται κάτω από τη Χαβάη είναι παρόμοια με τα βακτηρίδια που έχουν συλλεχθεί από τον Fisk και τους συναδέλφους του από πολλές άλλες περιοχές, οι οποίες μοιάζουν να είναι πολύ αφιλόξενες για τη ζωή.

Μία από τους ερευνητές, η Carol Di Meo-Savoie του Ιατρικού Πανεπιστημίου της Νότιας Καρολίνας, έχει εξετάσει βράχους, που συλλέχθηκαν από τον ωκεάνιο πυθμένα, κάπου 3 έως 5 km κάτω από τη στάθμη της θάλασσας. Η εργασία της προτείνει ότι τα μικρόβια-καταναλωτές βράχων είναι πολύ διαφορετικά από αυτά που βρίσκονται στο θαλάσσιο νερό εκεί που συλλέχθηκαν οι βράχοι.

"Η Carol Di Meo-Savoie ανακάλυψε ότι τα βακτηρίδια στο εξωτερικό μέρος του βράχου, στο θαλασσινό νερό, και αυτά που ήταν μέσα στο βράχο ήταν διαφορετικά από τα άλλα βακτηρίδια", δηλώνει ο Fisk.

Στην πραγματικότητα, περισσότερο μοιάζουν με έναν συνολικά διαφορετικό τύπο μικροοργανισμών, που λέγονται "αρχαιοβακτήρια", εξηγεί ο Fisk. Κάποτε θεωρούσαν ότι ότι ήταν αρχαία βακτηρίδια, τώρα όμως τα αρχαιοβακτήρια θεωρούνται μια καθαρά διαφορετική μορφή ζωής, που συνδέει τα βακτηρίδια, τα φυτά και τα ζώα στο βασίλειο της ζωής.

Η ανακάλυψη δημιουργεί πολλά ερωτήματα, συμπεριλαμβανομένης και της διατροφής που είχαν οι οργανισμοί αυτοί. Ο Fisk, όμως, λέει ότι είναι δυνατό αυτά τα βακτήρια να τρέφονταν με το βράχο, παίρνοντας χημικές ουσίες, όπως σίδηρο ο οποίος όταν θα οξειδωνόταν θα ελευθέρωνε ενέργεια. Ο καλύτερος τρόπος για να το ανακαλύψει, λέει, είναι να επιστρέψει στην οπή της γεώτρησης και αφού συλλέξει από εκεί κι άλλο DNA να το καλλιεργήσει αμέσως για να φανεί εάν επιζήσει.

Εάν αυτό γίνει, οι ερευνητές θα πρέπει να είναι σε θέση να υπολογίσουν τη διατροφή τους, με τον προσδιορισμό των θρεπτικών ουσιών που τα βοηθούν να αυξηθούν.

Αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν να είναι χρήσιμα, γιατί λέει, ότι θα μπορούσαν έτσι να προσδιοριστούν οι περιοχές άλλων κόσμων (πλανητών ή φεγγαριών), όπου θα ψάχναμε καλύτερα για την ύπαρξη ζωής.

Οι μικροοργανισμοί σε περιβάλλοντα κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη μας περιλαμβάνουν ένα σημαντικό μέρος της γήινης βιομάζας. Οι εκτιμήσεις κυμαίνονται από το 5% ως το 50%, επισημαίνουν οι ερευνητές.