Vissausākajā vietā uz Zemes atklāj 'ekstrēmu' mikrobu pasauli

Iepriekš dzīvības formas tika reģistrētas 80 centimetru dziļumā, bet jaunākie pētījumi reģiona un visas pasaules sausākajā vietā atklājuši pavisam jaunu biosfēru, kas ir "pilnībā izolēta no virsmas", norāda pētnieki.

Atakama ir sausākais karstais tuksnesis pasaulē, kas saņem tikpat daudz saules gaismas kā Venēra. Kaut arī tikai daži dzīvnieki spēj izdzīvot tik skarbos apstākļos, piemēram, Darvina lapu ausu pele (Phyllotis darwini) un Dienvidamerikas pelēkā lapsa (Lycalopex griseus), dažas baktērijas plaukst un zeļ tuksneša sāļajās, minerālvielām bagātajās augsnēs.

Jaunatklātā baktēriju kopiena apdzīvo augsni no divu līdz vismaz četru metru dziļumam, liecina pētījums, kas 23. aprīlī publicēts žurnālā "PNAS Nexus". Kopienā dominē aktinobaktērijas – daudzveidīga baktēriju grupa, kas sastopama arī citās planētas ekstremālākajās vidēs, tostarp Arktikā, verdošajos karstajos avotos un sāļajās jūrās.

"Cik mums zināms, tas ir dziļākais mikrobu apsekojums un mikrobu dzīves atklāšana Atakamas augsnēs līdz šai dienai," saka zinātnieki.

Pētnieki aktinobaktērijas atklāja tuvāk tuksneša virsmai, divu līdz piecu centimetru dziļumā. Rokot dziļāk, komanda atrada baktērijas, kas pieder pie Firmicutes dzimtai, kas ir izturīgas pret augstu sāls koncentrāciju un kurām nav nepieciešams skābeklis, lai izdzīvotu, teikts pētījumā.

Lai uzzinātu vairāk par šiem mikroskopiskajiem tuksneša iemītniekiem, pētnieki ieguva augsnes paraugus Jungajas ielejā un ekstrahēja visus DNS fragmentus. Iepriekšējā darbā netika nošķirti dzīvu un bojā gājušu mikrobu DNS, tāpēc pētnieki izstrādāja metodi, lai atdalītu DNS, kas atrodas joprojām dzīvās šūnās, no ārpusšūnu DNS.

"Šī pieeja nodrošina ievērojamu uzlabojumu mikrobu daudzveidības pētījumos ekstrēmās vidēs, jo efektīvi izslēdz novirzes no DNS, kas iegūta no mirušām šūnām," zinātnieki raksta pētījumā.

Augsnes augšējā daļā, 80 centimetru dziļumā, baktēriju bija daudz, taču to praktiski nebija 0,8 līdz 2 metru dziļumam, kur sāls koncentrācija tomēr ir pārāk augsta pat izturīgākajiem mikrobiem. Savukārt vēl lielākā dziļumā pētnieki atklāja "pārejas zonu" uz stabilu mikrobu kopienu. Šī pārejas zona sakrita ar pāreju no māliem bagātām augsnēm uz senu upju nogulsnēm.

"Par mikrobu dzīvi dziļākos nogulumu slāņos zināms maz," teikts pētījumā. "Šajā pētījumā aprakstītās kopienas var reprezentēt dziļas biosfēras augšējo daļu, kas atrodas zem hipersausajām tuksneša augsnēm."

Pētnieki uzskata, ka aktinobaktērijas kolonizēja upes nogulsnes apmēram pirms 19 tūkstošiem gadu un tika apraktas zem vēlākajiem nogulumiem. Viņi arī pieļauj, ka mikrobi spēj izdzīvot dziļumā, ekstrahējot ūdeni no ģipša, kas veidojas, kad minerālu anhidrīts tiek pakļauts ūdenim. Šī reakcija ir atgriezeniska augstā temperatūrā, kas var atbrīvot ūdeni Atakamas augsnēs.

Atakamas tuksnesis bieži tiek izmantots kā analogs Marsa skarbo apstākļu izpētei, kura virsma ir pilnīgi nedzīva, bet dzīles var slēpt dzīvības pierādījumus mikrobu līmenī. Šajā pētījumā atklāto var izmantot dzīvības meklējumiem uz Sarkanās planētas, jo arī uz Marsa ir ģipša nogulsnes, kas potenciāli varētu kalpot kā ūdens avots ārpuszemes dzīvībai, atzīmēts pētījumā.

"Nogulumi Atakamas tuksneša hipersausajā kodolā ir Marsa regolīta analogs. Izpratne par mikrobu dzīves izplatību un virzītājiem nogulumos var sniegt būtiskas norādes, kā meklēt dzīvības paraugus uz Marsa," norāda zinātnieki. "Marsa virsma ir sausa, auksta un pakļauta augsta līmeņa jonizējošam starojumam. Tomēr pēdējo desmitgažu laikā orbitālo un nolaišanās misiju laikā uzkrātie dati ir parādījuši, ka planēta savas vēstures sākumā varēja būt apdzīvojama mikrobu dzīvībai ar bagātīgiem enerģijas, oglekļa, barības vielu un pajumtes avotiem. Uz Marsa bija gan virszemes, gan pazemes ūdeņi, un dažos gadījumos tie joprojām var atbalstīt dzīvībai nepieciešamās organiskās molekulas."