Nauka  / News

Żyły zanim na Ziemi pojawił się tlen. Pod powierzchnią znajdują się pozostałości bardzo dawnych form życia

Pod powierzchnią Ziemi skrywa się ogromna różnorodność życia. Najnowsze analizy dwóch głównych grup mikroorganizmów podpowierzchniowych wskazują, że ich ewolucyjna droga przystosowywania się do życia w ciemności jest ciekawsza niż się można było tego spodziewać.

Przez pierwsze 2 miliardy lat istnienia Ziemi, w atmosferze naszej planety nie było tlenu. Gdy powietrze na powierzchni naszej planety zmieniło się, tylko niektóre formy życia się do niego przystosowały. Inne z kolei zamiast przystosowywać się, postanowiły znaleźć miejsce, w którym warunki będą dla nich bardziej odpowiednie, tam gdzie tlenu będzie po prostu mniej.

Na scenę wchodzą bakterie

Patescibacteria oraz DPANN to dwie powszechnie występujące grupy takich mikroorganizmów żyjących pod powierzchnią Ziemi - są to bakterie i archeony o bardzo prostych genomach. Wielu naukowców sądziło, że bez zdolności do oddychania tlenem, owe mikroorganizmy muszą polegać na złożonych interakcjach z innymi, które będą wspomagać ich stosunkowo prosty „styl życia”.

Naukowcy mogli ich nie docenić. Najnowsze badania wskazują, że zamiast symbiotycznej zależności od innych głównych grup organizmów, większość Patescibacteria oraz DPANN żyje jako całkowicie niezależne komórki.

Te mikroorganizmy są naprawdę wyjątkowymi i ekscytującymi przykładami bardzo wczesnej ewolucji życia na Ziemi. Badacze podejrzewają, że mogą to być pozostałości po dawnych formach życia, które istniało w beztlenowej atmosferze młodej Ziemi, a następnie miliardy lat temu skryło się pod Ziemią – mówi Ramunas Stepanauskas, który zajmuje się biologią i ewolucją mikroorganizmów w Bigelow Laboratory for Ocean Sciences.

Naukowcy pobierający próbki mikroorganizmów w Dolinie Śmierci

Poszukiwanie mikroorganizmów w Hadesie

W trakcie wcześniejszych prac dotyczących tych dwóch grup mikroorganizmów zebrano nieliczne przykłady organizmów pobrane z niewielkiej głębokości pod powierzchnią Ziemi, głównie w Ameryce Północnej. Najnowsze badania są już dużo dokładniejsze. Naukowcy przeanalizowali niemal 5000 pojedynczych komórek mikroorganizmów z 46 różnych miejsc na całym świecie, w tym także z wulkanu na dnie Morza Śródziemnego, kominów hydrotermalnych na Pacyfiku czy z kopalni złota w RPA.

Nasze obserwacje biofizyczne poszczególnych komórek nie wspierają powszechnego poglądu mówiącego, że Patescibacteria i DPANN są zdominowane przez symbionty. Ich niewielkie genomy, niewielkie rozmiary komórek mogą być wynikiem dawnego, prymitywnego metabolizmu energii, który polega wyłącznie na fermentacji

– piszą autorzy.

Fermentacja jako sposób na życie? Zdecydowanie tak

Fermentacja to jedna z opcji metabolicznych, wykorzystywanych przez żyjące organizmy do rozkładu glukozy bez pomocy tlenu. Wiele form życia wykorzystuje fermentację do produkcji energii, szczególnie mikroorganizmy, które w ogóle nie wchodzą w interakcje z powietrzem.

Niemniej jednak wykorzystywanie fermentacji jest mniej wydajne od oddychania co sprawia, że tego typu metabolizm zmusza mikroorganizmy do raczej powolnego i zrelaksowanego życia. Opisywanym tutaj dwóm grupom mikroorganizmów to w ogóle nie przeszkadza. Żadna z nich nie zawiera żadnych śladów łańcucha transportu elektronów, procesu metabolicznego, który produkuje energię poprzez dołączanie elektronów do tlenu. Jak się okazuje ich stosunkowo proste, potencjalnie bardzo stare sposoby na przetrwanie tego nie potrzebują.

Badanie genomów i bezpośrednie eksperymenty przeprowadzone na próbkach obu grup nie wykazały żadnych śladów oddychania, a dokładniejsze badania połączeń międzykomórkowych wykazały, że żadna z nich nie łączy się z innymi.

Autorzy opracowania zaznaczają, że część związków symbiotycznych mogła zniknąć wskutek pobierania próbek, niemniej jednak podczas sortowania komórek naukowcy starali się manipulować nimi z najwyższą ostrożnością.

Co więcej, zawartość genomu oraz analiza laboratoryjna fizjologii komórek wskazują, że te grupy mikroorganizmów posiadają niewiele, jeżeli w ogóle jakieś, sposoby produkowania energii poza fermentacją.

Wyniki badań wskazują, że Patescibacteria oraz DPANN są dawnymi formami życia, które nigdy nie nauczyły się oddychać. Te dwie główne gałęzie ewolucyjnego drzewa życia stanowią ogromną część całkowitej różnorodności mikroorganizmów na naszej planecie – a mimo to brakuje im zdolności, których zazwyczaj oczekujemy od każdej formy życia

– mówi Stepanauskas.

Nie przegap nowych tekstów. Obserwuj Spider's Web w Google News

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst