Livsregler:Fra en dam til det hinsides

Cuatro Cienegas -bassinet, beliggende i Chihuahuan -ørkenen i Mexico, var engang et lavt hav, der blev isoleret fra Den Mexicanske Golf for omkring 43 millioner år siden.

Dette bassin har en usædvanlig egenskab ved at være særlig næringsfattig og have en 'tabt verden' af mange vandmikroer under jorden og over jorden af ​​ældgamle marine forfædre.

På grund af disse egenskaber, det er et uvurderligt sted for forskere at studere og forstå, hvordan livet kan have eksisteret på andre planeter i vores solsystem.

I en nylig undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet eLife et team af forskere, herunder hovedforfatter Jordan Okie fra Arizona State University's School of Earth and Space Exploration og seniorforfatter Jim Elser fra School of Life Sciences, udført forsøg i Cuatro Cienegas -bassinet.

Deres mål var at belyse, hvor grundlæggende træk ved en organismes genom - dens størrelse, den måde, den koder information på, og tætheden af ​​information - påvirker dens evne til at trives i et ekstremt miljø.

"Dette område er så fattigt på næringsstoffer, at mange af dets økosystemer domineres af mikrober og kan have ligheder med økosystemer fra den tidlige jord, såvel som tidligere vådere miljøer på Mars, der muligvis har understøttet livet, "siger hovedforfatter Okie.

Til deres eksperiment, forskere foretog feltovervågning, prøveudtagning, og rutinemæssig vandkemi i 32 dage på et lavt, næringsfattig dam kaldet Lagunita i Cuatro Cienegas-bassinet.

Først, de installerede meskokosmos (miniaturekosystemer), der fungerede som en kontrolgruppe og forblev adskilt fra resten af ​​dammen. De tilføjede derefter en gødningsopløsning, der var rig på nitrogen og fosfor for at øge mikrobiel vækst i dammen.

I slutningen af ​​forsøget, de undersøgte, hvordan samfundet i dammen ændrede sig som reaktion på de ekstra næringsstoffer, med fokus på deres evne til at behandle biokemisk information i deres celler.

J. Craig Venter Institute lektor Christopher Dupont, hvem er seniorforfatter på undersøgelsen, sagde, "Vi antog, at mikroorganismer, der findes i oligotrofiske (næringsfattige) miljøer, ville af nødvendighed, stole på lavressourcestrategier til replikation af DNA, transkription af RNA, og translation af protein. Omvendt et kopiotrofisk (højt næringsstof) miljø favoriserer ressourceintensive strategier. "

Ultimativt, de fandt ud af, at et næringsstofberiget samfund blev domineret af arter, der kunne behandle biokemiske oplysninger hurtigere, mens det oprindelige lavnæringssamfund indeholdt arter med reducerede omkostninger ved biokemisk informationsbehandling.

"Denne undersøgelse er unik og kraftfuld, fordi den tager ideer fra den økologiske undersøgelse af store organismer og anvender dem på mikrobielle samfund i et eksperiment med hele økosystemer, "siger Elser." Ved at gøre det, vi kunne, måske for første gang, at identificere og bekræfte, at der er grundlæggende genomomfattende træk forbundet med systematiske mikrobielle reaktioner på økosystemets næringsstatus, uden hensyn til arten identitet af disse mikrober. "

Hvad dette kan tyde på for livet på andre planeter er, at organismer, uanset hvor de er, skal have informationsbehandlingsmaskiner finjusteret til de centrale ressourcer omkring dem. På tur, forsyningen af ​​disse ressourcer vil afhænge af planetmiljøet.

"Det er meget spændende, som det antyder, er der livsregler, der generelt bør være gældende for liv på Jorden og videre, "siger Okie.