Naukowcy odkryli żywe drobnoustroje w skale liczącej 2 miliardy lat w Republice Południowej Afryki, co dostarczyło wglądu w początki życia na Ziemi i potencjalnie pomogło w poszukiwaniu życia na Ziemi. Mars.
Naukowcy odkryli skupiska żywych drobnoustrojów w szczelnie zamkniętym pęknięciu skały sprzed 2 miliardów lat z kompleksu magmowego Bushveld w Republice Południowej Afryki, obszaru znanego z bogatych złóż rudy. Jest to najstarszy jak dotąd przykład żywych drobnoustrojów znaleziony w starożytnej skale.
Aby potwierdzić, że drobnoustroje były rodzime dla starożytnej próbki rdzenia i nie zostały spowodowane zanieczyszczeniem podczas procesu wyszukiwania i badania, zespół badawczy udoskonalił opracowaną wcześniej technikę obejmującą trzy rodzaje obrazowania – spektroskopię w podczerwieni, mikroskopię elektronową i mikroskopię fluorescencyjną. Mikroby te mogą dostarczyć nowych informacji na temat wczesnej ewolucji życia i pomóc w poszukiwaniu życia pozaziemskiego w próbkach skał o podobnym wieku sprowadzonych z Marsa.
Odkopywanie najstarszych mikrobów na Ziemi
Głęboko pod ziemią kryje się coś starożytnego i żywego. Kolonie drobnoustrojów żyją w skałach głęboko pod powierzchnią i jakimś cudem udaje im się przetrwać tysiące, a nawet miliony lat. Wydaje się, że te maleńkie, odporne organizmy żyją w wolniejszym tempie i prawie nie ewoluują w okresach geologicznych, co daje szansę cofnięcia się w czasie. Teraz naukowcy odkryli żywe drobnoustroje w próbce skały datowanej na 2 miliardy lat.
Znaczenie starożytnego zamieszkiwania
„Nie wiedzieliśmy, czy skały sprzed 2 miliardów lat nadają się do zamieszkania. Do tej pory najstarszą warstwą geologiczną, w której odkryto żywe mikroorganizmy, był osad znajdujący się pod dnem oceanu sprzed 100 milionów lat, więc jest to bardzo ekscytujące odkrycie. Studiując DNA i genomy takich drobnoustrojów, być może będziemy w stanie zrozumieć ewolucję bardzo wczesnego życia na Ziemi” – powiedział Yohey Suzuki, główny autor i profesor nadzwyczajny w Graduate School of Science na Uniwersytecie Tokijskim.
Próbkę skały pobrano z kompleksu magmowego Bushveld (BIC), skalistej intruzji w północno-wschodniej Afryce Południowej, która powstała, gdy magma powoli ochładzała się pod powierzchnią Ziemi. BIC obejmuje obszar około 66 000 kilometrów kwadratowych (mniej więcej wielkości Irlandii), miąższość różni się do 9 km i zawiera jedne z najbogatszych złóż rudy na Ziemi, w tym około 70% wydobywanej na świecie platyny.
Uważa się, że ze względu na sposób, w jaki powstał i minimalne odkształcenia lub zmiany, jakie w nim zaszły od tego czasu, BIC zapewnił stabilne siedlisko dla starożytnego życia drobnoustrojów, które trwa do dziś.
Techniki i implikacje dla astrobiologii
Dzięki pomocy International Continental Scientific Drilling Program, organizacji non-profit finansującej badania w miejscach geologicznych, zespół uzyskał 30-centymetrową próbkę rdzenia skalnego z głębokości około 15 metrów pod ziemią. Skała została pocięta na cienkie plasterki i poddana analizie. Wtedy zespół odkrył żywe komórki drobnoustrojów gęsto upakowane w pęknięciach skały. Wszelkie szczeliny w pobliżu tych pęknięć zostały zatkane gliną, uniemożliwiając organizmom wydostanie się z wnętrza lub przedostanie się innych rzeczy.
Zespół oparł się na opracowanej wcześniej technice, aby potwierdzić, że drobnoustroje pochodzą z próbki skały i nie powstały w wyniku zanieczyszczenia podczas wiercenia lub badania. Barwiąc DNA komórek drobnoustrojów i wykorzystując spektroskopię w podczerwieni do obserwacji białek w drobnoustrojach i otaczającej glinie, naukowcy mogli potwierdzić, że mikroorganizmy były żywe i niezanieczyszczone.
„Jestem bardzo zainteresowany istnieniem drobnoustrojów podpowierzchniowych nie tylko na Ziemi, ale także możliwością ich znalezienia na innych planetach” – powiedział Suzuki. NASAŁazik marsjański Perseverance ma obecnie sprowadzić skały w podobnym wieku do tych, które wykorzystaliśmy w tym badaniu. Znalezienie życia drobnoustrojów w próbkach pobranych z Ziemi sprzed 2 miliardów lat i możliwość dokładnego potwierdzenia ich autentyczności napawa mnie ekscytacją tym, co możemy teraz znaleźć w próbkach z Marsa”.
Odniesienie: „Podpowierzchniowa kolonizacja drobnoustrojów w żyłach wypełnionych minerałami w mafijnej skale mafijnej sprzed 2 miliardów lat z kompleksu magmowego Bushveld w Republice Południowej Afryki” autorstwa Yohey Suzuki, Susan J. Webb, Mariko Kouduka, Hanae Kobayashi, Julio Castillo, Jens Kallmeyer , Kgabo Moganedi, Amy J. Allwright, Reiner Klemd, Frederick Roelofse, Mabatho Mapiloko, Stuart J. Hill, Lewis D. Ashwal i Robert B. Trumbull, 2 października 2024 r., Ekologia mikrobiologiczna.
DOI: 10.1007/s00248-024-02434-8
