En nematode (eukaryot) i en biofilm af mikroorganismer. Denne uidentificerede nematode ( Poikilolaimus sp. ) fra Kopanang guldmine i Sydafrika, bor 1,4 km under overfladen. Kredit:Gaetan Borgonie (Extreme Life Isyensya, Belgien).
Mikroorganismer, der lever under jordens overflade, har en samlet kulstofmasse på 15 til 23 milliarder tons, flere hundrede gange mere end menneskers, ifølge resultater annonceret af Deep Carbon Observatory og medforfatter af UT professor i mikrobiologi Karen Lloyd.
Kulstof er det mest udbredte element i levende væsener, fordi det er en del af næsten alle de molekyler, der er nøglen til biologiske processer, herunder proteiner, fedtstoffer, og endda DNA. Halvfems procent af jordens kulstof er i undergrunden.
"At vide om, hvordan kulstof fordeles, og hvordan levende ting bruger det, er afgørende for at forstå ikke kun livscyklusser, men også vores miljø, " sagde Lloyd.
Rapporten, som tog et internationalt tværfagligt team 10 år at færdiggøre, kaster også lys over andre aspekter af den utrolige verden af mikrobielt mørkt stof.
Til forskningen, videnskabsmænd på hundredvis af steder rundt om i verden borede til en dybde på 2,5 kilometer ned i havbunden. De tog også prøver fra kontinentale miner og boringer mere end 5 kilometer dybt ned i jorden.
I prøverne fra denne dybe biosfære, forskere identificerede medlemmer af alle tre livsdomæner:bakterier, archaea (mikrober uden en membrankerne), og eukarya (flercellede organismer, der indeholder en kerne - f.eks. mennesker).
Candidatus Desulforudis audaxviator (den lilla, blå stavformede celler skrævende orange kulstofkugler) er en bakterieart, der overlever på H2 fra radiolyse af vand og sulfat afledt af oxidation af pyrit af radolytisk produceret O2 og H2O2, og fikserer CO2 og N2. Forskere fandt oprindeligt Ca. Desulforudis lever inden for en væske- og gasfyldt brud 2,8 km under jordoverfladen ved Mponeng Gold Mine nær Johannesburg, Sydafrika. Overraskende nok, videnskabsmænd fandt ingen andre organismer i deres prøver, gør dette dybe økosystem til det første fundet på Jorden med kun én art. Slægtsnavnet Desulforudis kommer fra det latinske for "fra svovl" og "stang, "noterer sig dens form og dens evne til at hente energi fra sulfater. Og audaxviator? Fra Jules Vernes rejse til Jordens centrum, og en besked på latin dechifreret af Vernes hovedperson, Professor Lidenbrock, som til dels lyder:"ned, dristig rejsende, og nå jordens centrum. "Kredit:Greg Wanger (California Institute of Technology, USA) og Gordon Southam (Universitetet i Queensland, Australien)
"Ti år siden, vi vidste langt mindre om fysiologierne af de bakterier og mikrober, der dominerer den underjordiske biosfære, " sagde Lloyd. "I dag ved vi, at mange steder, de investerer det meste af deres energi i simpelthen at opretholde deres eksistens og lidt i vækst, hvilket er en fascinerende måde at leve på."
Rapporten indeholder flere andre slående resultater:
Da klimaændringer er forbundet med kulstofemissioner, at forstå, hvordan disse mikroorganismer interagerer med kulstof, kan hjælpe videnskabsmænd med at udarbejde afbødningsstrategier mod klimaændringer med ekstra tid og forskning, sagde Lloyd.
"Nogle af disse underjordiske organismer udsender kulstof, og nogle andre opsamler det og gør det til sten, for eksempel. Men det ved vi ikke noget om endnu. Vi har meget at opdage, "sagde Lloyd.
Dette er en art af Methanobacterium, som producerer metan. Fundet i prøver fra et nedgravet kulleje 2 km under Stillehavets bund ud for Japans kyst, denne prøve blev hentet under et Integrated Ocean Drilling Program (nu International Ocean Discovery Program) ekspedition i 2012 ombord på Drilling Vessel Chikyu. Bar repræsenterer 10 μm. Kredit:Hiroyuki Imachi (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), Japan).