Starożytne jaskinie lawowe na Hawajach tętnią tajemniczymi formami życia

Te podziemne struktury powstały 65 i 800 lat temu i nie otrzymują prawie wcale światła słonecznego. Mogą również zawierać toksyczne minerały i gazy. Nie przeszkadza to jednak istnieniu życia. Maty mikrobiologiczne są powszechną cechą hawajskich jaskiń lawowych.

Próbki tych mat, pobrane w latach 2006-2009, a następnie ponownie w latach 2017-2019, ujawniają jeszcze więcej unikalnych form życia, niż oczekiwano. Kiedy naukowcy zsekwencjonowali 70 próbek dla pojedynczego genu RNA, powszechnie używanego do identyfikacji różnorodności i liczebności drobnoustrojów, nie byli w stanie dopasować żadnych wyników do znanych rodzajów lub gatunków, przynajmniej nie z dużą pewnością. - Te jaskinie i fumarole są niedostatecznie zbadanymi, zróżnicowanymi ekosystemami - piszą autorzy badania.

Tajemnicze stworzenia

Mikroby, zaraz po roślinach, stanowią większość biomasy naszej planety i prawie całą biomasę głęboko pod powierzchnią Ziemi. Jednak ponieważ organizmy te są tak małe i żyją w tak ekstremalnych środowiskach, naukowcy wcześniej je przeoczyli. W ostatnich latach podziemne drobnoustroje cieszą się większym zainteresowaniem, ponieważ żyją w środowiskach bardzo podobnych do tych występujących na Marsie.

Badania sugerują, że 99,999 proc. wszystkich gatunków drobnoustrojów pozostaje nieznanych, przez co niektórzy nazywają je "ciemną materią" . Nowe badania z Hawajów podkreślają, jak niejasne są te formy życia.

Odkrycie w hawajskich jaskiniach

Różnorodność miejsc badań była duża. Starsze tuby lawowe, mające od 500 do 800 lat, zawierały bardziej zróżnicowane populacje drobnoustrojów niż miejsca aktywne geotermicznie lub miały mniej niż 400 lat.

Podczas gdy te starsze miejsca były bardziej zróżnicowane, młodsze i bardziej aktywne miejsca pobierania próbek miały bardziej złożone interakcje drobnoustrojów, prawdopodobnie z powodu mniejszej różnorodności. Mikroby mogą być zmuszone do współpracy, aby przetrwać.

Naukowcy podejrzewają, że kolonizacja wulkanicznych bazaltów zajmuje drobnoustrojom trochę czasu, a wraz ze zmianą środowiska wokół nich zmienia się również struktura ich społeczności. Na przykład w chłodniejszych jaskiniach bardziej rozpowszechnione są Proteobakterie i Actinobacteria.

- To prowadzi do pytania, czy ekstremalne środowiska pomagają tworzyć bardziej interaktywne społeczności drobnoustrojów, w których mikroorganizmy są bardziej od siebie zależne? - zastanawia się mikrobiolog Rebecca Prescott z Uniwersytetu Hawajskiego w Mānoa.

W młodszych jaskiniach lawowych drobnoustroje były bardziej spokrewnione. Sugeruje to, że konkurencja jest silniejszą siłą w trudniejszych środowiskach, co zmniejsza szanse na współistnienie blisko spokrewnionych gatunków. Kilka klas bakterii, takich jak Chloroflexi i Acidobacteria, istniało prawie we wszystkich miejscach, niezależnie od wieku. Te mikroby wydają się być kluczowymi graczami w tych systemach. Autorzy nazywają je gatunkami "ośrodkowymi", ponieważ łączą ze sobą inne drobnoustroje.

Możliwe, że drobnoustroje Chloroflexi mogą dostarczać źródła węgla w ekosystemie, wykorzystując energię świetlną w stosunkowo ciemnych warunkach. Ale na razie to tylko spekulacje. Ponieważ tylko jeden gen został częściowo zsekwencjonowany w badaniu, Prescott i jej koledzy nie mogą powiedzieć, jaka jest rola konkretnego drobnoustroju w ich podziemnej społeczności. - Ogólnie rzecz biorąc, badanie to pomaga zilustrować, jak ważne jest badanie drobnoustrojów we wspólnej hodowli, a nie hodowanie ich w pojedynkę (jako izolaty) - mówi Prescott. - W świecie przyrody drobnoustroje nie rosną w izolacji. Zamiast tego rosną, żyją i wchodzą w interakcje z wieloma innymi mikroorganizmami w morzu sygnałów chemicznych od tych innych drobnoustrojów. To może zmienić ich ekspresję genów, wpływając na ich pracę w systemie - dodał.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo