Po mnoha letech tvrdé práce objevil tým vědců něco překvapivého. Našli hojný bakteriální život v drobných trhlinách v podmořské sopečné hornině v zemské kůře. Bakteriím se daří v hliněných usazeninách uvnitř těchto drobných prasklin.
Tento objev generuje nové vzrušení kolem naděje na nalezení života na Marsu.
Tým výzkumníků představil své výsledky v novém článku s názvem „ Hluboká mikrobiální proliferace na čedičovém rozhraní v oceánské kůře staré 33,5–104 milionů let .“ Vedoucím autorem článku je Yohey Suzuki, docent na Tokijské univerzitě. Článek je publikován v časopise Nature Communications Biology.
'Měl jsem velké štěstí, protože jsem to málem vzdal.'
Yohey Suzuki, hlavní autor.
Vědci našli jednobuněčné tvory v čedičové lávě hluboko pod mořským dnem. Trvalo jim více než deset let, než přišli na způsob, jak tyto tvory najít ve vzorcích vrtáků. Odhadují, že skalní pukliny obsahují hustotu 10 miliard bakteriálních buněk na centimetr krychlový, což je hustota přibližně jako lidská střeva. Naproti tomu v bahně na mořském dně je jen asi 100 buněk na krychlový centimetr.
Zdá se, že bakteriím se daří v jílu, který vyplňuje drobné trhlinky. Podle hlavního autora Suzukiho, kdekoli najdete hlínu, najdete život.
„Tyto trhliny jsou velmi přátelským místem pro život. Jílové minerály jsou na Zemi jako magický materiál; pokud najdete jílové minerály, můžete téměř vždy najít mikroby žijící v nich,“ vysvětlil Suzuki v a tisková zpráva .
Tým strávil deset let hledáním života ve vulkanické hornině. Našli ho ve vzorcích horninového jádra odebraných v roce 2010 jako součást Program integrovaného oceánského vrtání (IODP). Během své expedice sbírala loď, na které byli, vzorky na třech samostatných místech v Gyre jižního Pacifiku . Použili kovovou trubku, která byla 5,7 km (3,5 mil) dlouhá, jen aby dosáhla na dno oceánu. Potom navrtali dalších 125 metrů do země – prvních 75 metrů bylo bahno, než se dostali k samotnému podloží.
'Myslel jsem, že to byl sen, když jsem viděl tak bohatý mikrobiální život ve skalách.'
Yohey Suzuki, hlavní autor.
Jedním z klíčů k pochopení významu tohoto objevu je umístění vzorků. Nebyly nikde poblíž žádných termálních průduchů nebo vodních kanálů pod mořským dnem. To znamená, že bakterie nemohly být vtlačeny do trhlin proudy. Tam se muselo žít. Ve studii byly také tři věkové skupiny vzorků hornin: 13,5 milionů, 33,5 milionů a 104 milionů let.
Suzuki a tým zkoumali vzorky hornin mnohokrát za použití zavedených metod hledání života, ale nic nenašli. Suzuki a další výzkumníci nakonec vyvinuli novou metodu, jak ji hledat. K jejímu zkoumání použili proces podobný tomu, jakým patologové řezali laserem tenké plátky tkáně. To bylo v rozporu se standardním způsobem hledání života ve vzorcích hornin: rozmělnění na prášek a počítání buněk.
Jeden z tenkých plátků horniny připravený pro zkoumání mikroskopem. Obrazový kredit: Caitlin Devor, University of Tokyo, CC BY 4.0
Poté, co byly tenké plátky stabilizovány epoxidem, byly ošetřeny barvivem, které barví DNA. Poté byly vyšetřeny mikroskopem. Pod mikroskopem se bakterie jevily jako zelené zářící koule nacpané uvnitř tunelů a prasklin, které zářily oranžově. Analýzou DNA tým identifikoval různé typy bakterií žijících v jílem vyplněných trhlinách. Vzorky obsahovaly podobné, ale ne totožné bakteriální druhy.
Když konečně našli důkazy o životě v těchto trhlinách, Suzuki byla překvapena.
Aerobní bakterie žijí hustě zabalené v tunelech jílových minerálů nalezených v tomto vzorku pevné horniny, sesbírané ze 122 metrů pod mořským dnem. Obrázek B má 1 000krát větší zvětšení než obrázek A. Fotografie na levé straně každého obrázku byla pořízena s použitím normálního světla a fotografie na pravé straně byla pořízena pomocí fluorescenčního světla. Pevná čedičová hornina je šedá, jílové minerály jsou oranžové a bakteriální buňky jsou zelené koule. Image Credit: Suzuki et al. 2020, DOI: 10.1038/s42003-020-0860-1, CC BY 4.0
'Upřímně řečeno, byl to velmi nečekaný objev.' Měl jsem velké štěstí, protože jsem to málem vzdal,“ řekl Suzuki. 'Myslel jsem, že to byl sen, vidět tak bohatý mikrobiální život ve skalách,' řekl.
„Tyto trhliny jsou velmi přátelským místem pro život. Jílové minerály jsou na Zemi jako magický materiál; pokud najdete jílové minerály, můžete téměř vždy najít mikroby žijící v nich,“ vysvětlil Suzuki.
I když je tento objev sám o sobě vzrušující, může být významný, pokud jde o hledání života na Marsu. Na Marsu jsou hojné jílové minerály v oblastech, které byly kdysi vlhké. Minerály v některých z těchto jílů mohly vzniknout pouze za přítomnosti vody. Příští rover, který navštíví Mars, sonda NASA Mars 2020 Perseverance Rover, ochutná část tohoto materiálu. Doufejme, že některé z těchto vzorků budou nakonec vráceny na Zemi.
Navrhované mise Mars Sample Return by vyslaly kosmickou loď na Mars, aby shromáždila vzorky odebrané vozítkem Mars Perseverance (2020) a poté je vrátila na Zemi. Obrazový kredit: NASA/JPL-Caltech – https://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA23496.jpg, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=86914810
'Teď téměř přehnaně očekávám, že na Marsu najdu život.' Pokud ne, musí to být tak, že život závisí na nějakém jiném procesu, který Mars nemá, jako je desková tektonika,“ řekl Suzuki. Neexistuje žádný definitivní důkaz, že Mars má deskovou tektoniku, ačkoli některé satelity detekovaly magnetické anomálie, které by mohly souviset s deskovou tektonikou.
Existuje však mnoho podobností mezi typy hornin odebraných v této studii a typy hornin na Marsu. Sdílejí mnoho stejných podmínek, které je vytvořily nezávisle na každé planetě.
'Minerály jsou jako otisk prstu pro to, jaké byly podmínky, když se hlína vytvořila.' Neutrální až mírně alkalické úrovně, nízká teplota, mírná slanost, prostředí bohaté na železo, čedičová hornina – všechny tyto podmínky sdílí hluboký oceán a povrch Marsu,“ řekl Suzuki.
Objev extremofilů zde na Zemi vnesl určité vzrušení do hledání života na jiných světech. Pokud život dokáže přežít v extrémních prostředích na Zemi, možná může přežít v některých extrémních prostředích, která se nacházejí v celé Sluneční soustavě.
Nadpozemská krajina Dallol, Etiopie. Toto je jediné místo na Zemi, kde vědci našli vodu, ale žádný život. Extremofilové našli způsob, jak prosperovat v jiných extrémních prostředích na Zemi, což vyvolalo optimismus ohledně hledání života ve Sluneční soustavě. Obrazový kredit: Kotopoulou Electra – vlastní práce, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=74975209
Výsledky, jako jsou ty v této studii, také podporují vzrušení, alespoň pro Suzuki. A to vede k určité spolupráci mezi Suzuki a jeho týmem a NASA. Vědci se chystají pomoci vyvinout plán, jak zkoumat vzorky hornin shromážděné rovery na Marsu.
Jak autoři píší v závěru svého příspěvku: „Výsledky této studie mají také důsledky pro možnost života na Marsu a dalších planetárních tělesech. Čedičová kůra je všudypřítomná na jiných planetách, jako je Mars, a také na Zemi. Také říkají: „Vzhledem k podpovrchové přítomnosti metanu a kapalné vody na Marsu poskytují komunity poháněné organickou hmotou a metanem v podmořském čediči na Zemi jasný model pro existující život a/nebo biologické podpisy z minulého života na podpovrchu Marsu a dalších planety.”
'Tento objev života tam, kde ho nikdo nečekal v pevné skále pod mořským dnem, může změnit hru na hledání života ve vesmíru,' řekl Suzuki.
Více:
- Tisková zpráva: Objev života v pevné skále hluboko pod mořem může inspirovat k novému hledání života na Marsu
- Výzkumný papír: Hluboká mikrobiální proliferace na čedičovém rozhraní v oceánské kůře staré 33,5–104 milionů let
- Vesmír dnes: Nutričně chudé a energeticky vyhladovělé. Jak by mohl život přežít v extrémech sluneční soustavy