Ekstremalioje aplinkoje aptikti unikalūs mikrobai

Tyrėjams, ieškantiems mikroorganizmų, vos išgyvenančių vienose mažiausiai gyvybei palankių dirvų Žemėje, tepavyko rasti tokių vos keletą. Nauja uolingo grunto DNR analizė Marsą primenančioje aplinkoje ant keleto iš Pietų Amerikos ugnikalnių leido aptikti saujelę bakterijų, grybų ir kitų pirmykščių organizmų, priskiriamų Archėjų grupei, kurie, rodos, energijos išgavimui naudoja kitokį mechanizmą nei jų pusbroliai likusioje pasaulio dalyje.

„Formaliai, rūšies mes dar neidentifikavome ir necharakterizavome,“- teigė Ryan Lynch, mikrobiologas iš Kolorado universiteto Boulder mieste, vienas iš mikroorganizmų atradėjų, „tačiau šie yra visai skirtingi nei bet kas kita, kas buvo kultivuojama. Genetiškai jie bent 5 procentais skiriasi nuo visų kitų DNR duomenų bazėje esančių 2,5 milijono DNR kodo sekų.“ Jis pridūrė, jog duomenų bazė pateikia ganėtinai išbaigtą mikrobų įrašų kolekciją, o tyrėjai iš viso pasaulio ją papildo publikuodami tyrimus apie mikroorganizmus.

Neįtikėtinai sausringuose aukščiausių Atakamos regiono ugnikalnių šlaituose, kur Lynch bendraautorius Steven Schmidt, Kolorado universiteto mikrobiologas, surinko grunto mėginius, sąlygos gyvybei yra menkai palankios. Didžioji dalis negausaus sniego, kuris iškrinta toje vietovėje, sublimuoja atgal į atmosferą netrukus po to, kai paliečia paviršių, o dirva yra tokia skurdi maistingųjų medžiagų, jog mokslininkų mėginiuose buvo žemiau aptikimo ribos. Ultravioletinė spinduliuotė šioje aukštutinėje aplinkoje gali būti dvigubai intensyvesnė nei nežymiai virš jūros lygio iškilusioje dykumoje. O tuo metu, kai tyrėjai lankėsi vietoje, temperatūra vieną naktį buvo nukritusi iki -10 laipsnių Celsijaus (14 laipsnių pagal Farenheitą), o kitą dieną šoktelėjo iki 56 laipsnių Celsijaus (133 laipsniai pagal Farenheitą).

Kaip naujai atrastieji organizmai išgyvena tokiomis aplinkybėmis išlieka paslaptis. Nepaisant to, jog Lynch, Schmidt ir jų kolegos ieškojo genų, dalyvaujančių fotosintezės procese, ir naudodami fluorescentinius metodus tyrė ląsteles ieškodami chlorofilų, mokslininkams nepavyko rasti jokių įrodymų, liudijančių tai, kad mikrobai atlieka fotosintezę. Vietoje to jie svarsto galimybę, kad mikroorganizmai iš lėto konvertuoja energiją cheminių reakcijų, išskiriančių energiją ir anglį iš tokių dujų kaip anglies monoksidas ar dimetilo sulfidas, kurias į izoliuotą kalnų vietovę atgena vėjas, pagalba. Procesas nesuteiktų organizmams didelio energijos kiekio, tačiau ją kaupiant su laiku to galėtų pakakti.

Laboratoriniai tyrimai pasitelkiant inkubatorių, galintį atkartoti ekstremalias temperatūros fluktuacijas, yra kitas žingsnis, kurio imsis tyrėjai tam, kad geriau suvoktų, kaip kokie nors organizmai gali išgyventi tokioje nepalankioje aplinkoje. Pasak Schmidt, mikrobų studijavimas ir aiškinimasis, kaip jie išgyvena susidurdami su tokiais kraštutinumais, gali padėti nustatyti ribas gyvybei Žemėje ir parodyti mokslininkams, ką gali ištverti gyvybė. Yra tikimybė, jog dalis ekstremofilų gali naudoti visai kitokią, naują, metabolizmo formą, kurios pagalba jie konvertuotų energiją neįprastu būdu.

Schmidt taip pat dirba su astrobiologais modeliuodamas kokios sąlygos gyvybei Marse buvo praeityje. Dėl savo uolingo paviršiaus, retos atmosferos ir didelės spinduliuotės Atakamos ugnikalniai yra viena iš labiausiai į raudonąją planetą panašių vietovių Žemėje.

„Jeigu mes žinotume, kokios yra kraštutinės sąlygos gyvybei Žemėje, o jie žinotų, koks klimatas Marse buvo anksčiau, galėtume įgyti geresnį suvokimą apie tai, kas galėjo ten gyventi,“ pasakė jis.