Devynių kilometrų gylyje po vandenyno dugnu galimai rasti gyvybės pėdsakai
Prieš maždaug keturis milijardus metų, gyvenimas Žemėje buvo sunkiai įsivaizduojamas: dažni asteroidų smūgiai planetos dalis pavertė į išlydytas uolienas. Maisto ir gyvenamųjų erdvių buvo maža ir reta. Tad koks mikrobas visa tai galėjo išgyventi?
Pačios ankstyviausios gyvybės užuomazgos galėjo išlikti tūnodamos gelmėse – gyvendamos iki devynių kilometrų gylyje žemiau jūros dugno.
Ši išvada padaryta po naujo tyrimo, kurio metu buvo rasta dar šiandien gyvenančių mikrobų žemiau pačios giliausios vietos Žemėje, Marianų įdubos
Įduba yra subdukcijos zonoje (vietoje, kurioje viena litosferos plokštė panyra po kita), kurioje Ramiojo vandenyno tektoninė plokštė lenda po Filipinų plokšte. Aplinkui esantis jūros dugnas yra nusėtas hidroterminėmis angomis ir purvo vulkanais, čiurškiančiais Žemės gelmių sudedamąsias dalis.
Šiame tyrime mokslininkai paėmė mineralais praturtinto purvo mėginių iš South Chamorro povandeninio kalno, purvo vulkano šalia Marianų įdubos. Nors tyrėjų komanda nerado pačių mikrobų, jie užtiko organinių medžiagų pėdsakus, kurie gali pateikti įrodymų, jog gyvybė gali išlikti pačioje ekstremaliausioje aplinkoje.
„Tai dar viena didžiulės ir giliai esančios biosferos užuomina mūsų planetoje“, – sako tyrimo vadovas Oliver Plümper, Olandijos Utrechto universiteto mokslininkas. – „Ji gali būti labai didelė arba labai maža, bet ten tikrai kažkas vyksta, ko mes vis dar nesuvokiame“.
Gyvybė taip giliai gali išgyventi greičiausiai dėl to, jog subdukcijos zonos yra palyginti vėsios – magma nepaliečia grimztančios plutos, kol ši nepasiekia apatinio mantijos taško. Plümper taipogi pastebi, jog maksimalus gyvybei palankios temperatūros limitas – apie 120 laipsnių Celsijaus – nepakyla iki maždaug devynių kilometrų žemiau vandenyno dugno.
Todėl gali būti, jog šie mikrobai yra giliausiai mūsų planetoje tarpstanti gyvybė, pralenkianti mikrobus, rastus vandenyno dugno nuosėdose maždaug keturių su puse kilometrų gylyje.
Plümper‘io komanda tyrė organines medžiagas, rastas serpentinuose, mineralų klasėje, susiformavusioje olivinui (silikatų klasės mineralui), esančiame viršutiniuose mantijos sluoksniuose, reaguojant su vandeniu, išstumiamu iš gelmių subdukcijos zonoje. Ši kombinacija produkuoja vandenilio ir metano dujas, kurias mikrobai gali panaudoti kaip maitinimosi šaltinį.
Šis procesas, žinomas kaip serpentinizacija, sukuria buveines mikrobus ir kitose vietose, įskaitant vandenyno dugno hidrotermines angas.
Šiuo metu tyrėjų komanda galvoja, jog jie atrado dar giliau gyvenančių, dujas „ryjančių“ mikrobų išskiriamų atliekų. Laboratoriniai testai atskleidė, jog hidrokarbonatai ir lipidai iš purvo vulkanų yra labai panašūs iš atliekų, produkuojamų kitų bakterijų, tačiau tyrimas vis dar nepatvirtino, ar tai yra tiesa.
„Šios organinės molekulės aiškiai užmena apie gyvybę, bet gyvybės šaltinis vis dar nėra aiškus“, – sako Frieder Klein, mokslininkas, tyrinėjantis serpentinizaciją Woods Hole Okeanografijos institute.
Tačiau tarp kitų atliktų tyrimų, mineraluose nebuvo rasta karbonatų, kurie susiformuoja, kai paviršinis vanduo turi kontaktą su vandeniu iš subdukcijos zonos.
Klein tyrimo duomenis pavadino „tikrai vertus dėmesio“, bet patikino, jog vis dar tebėra tikimybė, jog organinės medžiagos galėjo atsirasti iš kitur, pavyzdžiui, iš plutos. Taip pat tikėtina, jog organinės medžiagos buvo produkuotos visiškai be biologinės pagalbos, o sudėtingų geologinių procesų metu.
Kai apie 1960-uosius mokslininkai ėmė tirti serpentinizaciją, jie aptiko ją visur – ir tose vietose, kur susiduria kontinentai, ir hidroterminėse angose, ir net kalnų grandinių gelmėse, kur kažkada plytėjo vandenyno dugnas. Todėl toks dažnas serpentinizacijos paplitimas ir jos būtinumas ekstremaliose sąlygose gyvenantiems organizmams atkreipė dėmesį tų, kurie ieško gyvybės kitose planetose
„Yra tiesioginis ryšys tarp šio proceso, kurį mes tiriame Žemėje, tarp procesų, kurie galimai vyksta kitur Saulės sistemoje“, – teigia Klein.
Du galimi kandidatai – tai Jupiterio palydovas Europa ir Saturno Enceladas. Jie abu padengti ledu, bet, manoma, turi druskingų skysto pavidalo vandenynų, įsiterpiančių žemiau jų paviršiaus.
„Ten, kur olivinas aptinkamas uolinėse planetose, serpentinizacija dažniausiai vyksta“, – sako Plümper. – „Vykstant fotosintezei, tai gali teikti medžiagas, reikalingas gyvybei.“
Bet astrobiologai tikisi aplankyti kitas planetas, siekdami rasti giliai esančių mikrobų. Negalėdami pasiekti gelmių, kuriose gali slėptis gyvybė, mokslininkai turi remtis užuominomis, randamomis geizeriuose, uolienose ar kituose pavyzdžiuose, paimtuose iš giliai.
„Manau, kad tai lyg žinutė butelyje“, – sako Plümper, kalbėdamas apie savo giluminių gręžinių pavyzdžius. – „Mes atidarome jį ir bandome suvokti, kas vyksta.“
Iš anglų kalbos vertė: Tadas Karanauskas
Šaltinis: National Geographic
