Život na Zemlji buja bez svetla i kiseonika ispod morskog dn

Život na Zemlji buja bez svetla i kiseonika ispod morskog dna


17. mart 2013.




Život je čudo.


Zemljina okeanska kora pokriva ogromni prostor, a uglavnom je
zatrpana gustim slojem mulja koji je razdvaja od površinskog sveta.
Naučnici su sada otkrili život duboko ispod mora – u okeanskoj kori,
tamnoj vulkanskoj steni na dnu, koji postoji zahvaljujući energiji iz
hemijskih reakcija stena i vode.

Čitav ekosistem živi i cveta bez svetlosti i
kiseonika ispod okeanskog dna, mikrobi iz okeanske kore, koji žive od
vodonika i ugljen dioksida, tvrde naučnici u novoj studiji, prenela je
“Živa nauka” (Live Science). Naučnici su taj, potencijalno jedan od
najvećih ekosistema na Zemlji, nazvali tamna biosfera.

Okeanska kora, koja obuhvata oko 60 odsto Zemljine površine,
predstavlja deo litosfere ispod okeana. Prosečna debljina joj je između
pet i 10 kilometara, a uglavnom se sastoji od bazaltnih stena.
Istraživači su po prvi put izvukli i analizirali komade te kore.

Okeanska kora je formirana na grebenima između
tektonskih ploča, gde kuljajuća lava sreće morsku vodu i hladi se.
Novostvoreni kamen, uglavnom bazalt, izguruje se sa grebena i zakopava
ispod gustog taloga. Iako su naučnici dugo znali da u tom talogu i
izloženom, još nepokrivenom bazaltu žive mikrobi, dublji, zakopani
delovi kore bili su misterija.

- Do ovog istraživanja nije se znalo ima li života tamo dole – istakao je Lever.

Mikrobi u njoj preživljavaju zahvaljujući vodoniku,
koji se formira kad voda teče kroz stene bogate gvožđem, kojim
pretvaraju ugljen dioksid u organsku materiju.

Ovaj proces, poznat je kao hemosinteza i razlikuje se od fotosinteze
koja za istu svrhu koristi sunčevu svetlost, podseća magazin “Priroda”.

- U njenom stenju bujaju zajednice mikroba, koje jedu (vodom)
izmenjene minerale. Oni dobijaju energiju iz hemijskih reakcija između
vode i stena – naveo je vođa istraživanja Mark Lever, mikrobiolog
Univerziteta Arhus u Danskoj.

- Naši dokazi govore da je ovo jedan ekosistem, koji je baziran na
hemosintezi, a ne na fotosintezi, što ga čini prvim velikim ekosistemom
na Zemlji baziranim na hemosintezi – izjavio je Lever za portal “Naša neverovatna planeta” (OurAmazingPlanet).

Hemosinteza podržava život i na drugim lokacijama u dubokom moru,
poput hidrotermalnih ventila, ali se to odnosi na ivice kontinentalnih
ploča, dok je okeanska kora mnogo veća. Dok su bakterije i drugi mikrobi
registrovani na dubinama, u rupama izbušenim u morskom dnu, ovo otkriće
potvrđuje produžetak života unutar okeanske kore, kao i mogućnost
života na drugim planetama.

- Mislim da je veoma verovatno da sličan život postoji na drugim planetama. Na Marsu,
iako nema kiseonika, ima stena koje su bogate gvožđem. Moguće je da se
slične reakcije događaju na drugim planetama i, možda, duboko ispod
njihovih površina – naveo je Lever.

Ove nedelje naučnici američke svemirske agencije NASA
objavili su otkriće sumpora, azota, vodonika, kiseonika, fosfora i
ugljenika u stenama na Marsu. To ukazuje da je na Marsu možda nekad bilo
mikroba.

Mikroorganizmi koji žive na morskom dnu su razni – oni konzumiraju
vodonik, ugljenik, fosfor i druge elemente, ali su se naučnici tokom
novog istraživanja fokusirali na vrste koje proizvode metan a smanjuju
količinu sumpora.



Bakterija se hrani neorganskim molekulama stvorenim
tokom hemijske izmene stena vodom. Nakon konzumacije, mikrobi emituju
metan ili vodonik sulfid (bezbojni otrovni gas, snažnog mirisa na
pokvarena jaja), kao otpadnu materiju.
Lever je uzeo uzorke stena i njihovih mikroba 2004, tokom međunarodne
ekspedicije kod istočnog dela grebena Huan de Fuka, kod obale
Vašingtona.

Tamo je voda duboka 2,6 kilometara, a mulj debeo 260 metara pokriva
okeansku koru. Detaljnim istraživanjem drugih naučnih grupa otkriveno je
da morska voda cirkuliše kroz koru na tom mestu.

Greben Huan de Fuka je centar iz kojeg ističe vrela lava iz Zemlje i
stvara novu bazaltnu stenu. Mesto bušenja bilo je 100 kilometara
udaljeno od grebena, u 3,5 miliona godina starom bazaltu. Takođe je bilo
55 km udaljeno od najbližeg otvora, kroz koji voda ulazi u basalt,
naveo je Lever.

Naučnici su bušili kroz 260 metara debeo talog i 300 metara kore da
sakupe uzorke drevnog bazalta. U tim stenama otkriveni su geni mikroba
koji proizvode metan, prenela je “Priroda”.

- DNK dokazi su pokazali da su u pitanju današnji organizmi, a ne 3,5 miliona godina stari fosili – istakao je Lever.

On je u laboratoriji Univerziteta Severna Karolina pet godina uzgajao
te bakterije. One su ispuštale metan, što je dodatno ukazivalo da se
radi o aktivnoj zajednici u kori.

- Okeanska kora je svuda prisutan ekosistem na našoj
planeti. Većina ekosistema mikroba na našoj planeti postoji u tami. Mi
smo toliko zaslepljeni svetlošću, jer u njoj živimo, ali, ustvari,
većina biosfere postoji u tami – izjavila je za “Našu neverovatnu
planetu” Katrina Edvards, mikrobiolog Univerziteta Južna Kalifornija,
koja nije učestvovala u istraživanju, dodajući da je Leverov tim odradio
“odličan posao”.

Istraživači poput Levera i Edvardsove nisu samo
zainteresovani za život unutar Zemlje, biosferu u njenoj kori, već se
nadaju da će otkriti kako bakterije na toj dubini menjaju globalni
ciklus ugljenika i okeane.

Kako mikrobi konzumiraju minerale i luče otpad, tako menjaju hemijski
sastav stena i cirkulišuću morsku vodu. Ova podzemna fabrika mogla bi
bitno da izmeni sastav svetskih okeana, iako niko ne zna do kojih
granica, navodi “Živa nauka”.

- Tamo možda postoji značajna biomasa organizama koji pretvaraju ugljenik dioksid
u biomasu i deluju kao rezervoar za ugljenik. Takođe znamo da, ugrubo,
četiri odsto Zemljinog okeana cirkuliše kroz koru, pa postoje mnoge
implikacije kako mikroorganizmi iz kore mogu da utiču na globalne
cikluse elemenata – rekao je Lever.

Međutim, čitava okeanska kora možda nema prave uslove da podrži jedan
tako aktivan ekosistem. Neki regioni možda nemaju cirkulišuću vodu, ili
im može ponestati pravih minerala, ostavljajući ih bez energije
neophodne za život. Neki delovi kore možda čak imaju život zasnovan na
kiseoniku, ističe Lever.

- Verovatno je tamo život svuda u istoj meri, ali mi to ne znamo – dodao je on.

Lever je ukazao da otkriće mikroorganizama u bazaltu nije bilo
iznenađenje. Bazaltna kora je verovatno bila prvo gostoljubivo mesto za
život na Zemlji, a bakterija koja proizvodi metan se smatra prvih
životom koji je evoluirao. Blizak rođak bakterije iz uzoraka stena sada
živi u tlu pirinčanih polja i kanalizacionom mulju.

-To su drevni organizmi. Oni su tu veoma dugo vremena i rašireni su svuda po svetu – istakao je Lever.

Studija je objavljena u žurnalu “Nauka”.