Mikrober langt under havbunden er afhængige af genbrug for at overleve

Forskere fra Woods Hole Oceanographic Institution afslører, hvordan mikroorganismer kunne overleve i klipper, der ligger tusindvis af fod under havbunden i den nedre oceaniske skorpe, i en undersøgelse offentliggjort den 11. marts i Natur . Den første analyse af messenger RNA - genetisk materiale, der indeholder instruktioner til fremstilling af forskellige proteiner - fra denne fjerntliggende region af Jorden, kombineret med målinger af enzymaktiviteter, mikroskopi, kulturer, og biomarkøranalyser giver bevis for en lav biomasse, men forskelligartet samfund af mikrober, der inkluderer heterotrofer, der får deres kulstof fra andre levende (eller døde) organismer.

"Organismer, der udvinder en tilværelse langt under havbunden, lever i et fjendtligt miljø, " siger Dr. Paraskevi (Vivian) Mara, en WHOI-biokemiker og en af ​​hovedforfatterne af papiret. Knappe ressourcer finder vej til havbunden gennem havvand og underjordiske væsker, der cirkulerer gennem sprækker i klippen og transporterer uorganiske og organiske forbindelser.

For at se, hvilke slags mikrober der lever i disse ekstremer, og hvad de gør for at overleve, forskere indsamlede stenprøver fra den nedre oceaniske skorpe over tre måneder ombord på International Ocean Discovery Program Expedition 360. Forskningsfartøjet rejste til en undervandsryg kaldet Atlantis Bank, der skærer tværs over det sydlige Indiske Ocean. der, tektonisk aktivitet blotlægger den nedre oceaniske skorpe ved havbunden, "at give nem adgang til et ellers stort set utilgængeligt område, " skriver forfatterne.

Forskere finkæmmede klipperne for genetisk materiale og andre organiske molekyler, udførte celletællinger, og dyrkede prøver i laboratoriet for at hjælpe i deres søgen efter liv. "Vi brugte en helt ny cocktail af metoder til virkelig at prøve at udforske disse dyrebare prøver så intensivt som vi kunne, " siger Dr. Virginia Edgcomb, en mikrobiolog hos WHOI, projektets ledende PI, og en medforfatter af papiret. "Allesammen, dataene begynder at tegne en historie."

Ved at isolere budbringer-RNA og analysere ekspressionen af ​​gener - instruktionerne for forskellige metaboliske processer - viste forskerne bevis for, at mikroorganismer langt under havet udtrykker gener for en mangfoldig række. Nogle mikrober så ud til at have evnen til at lagre kulstof i deres celler, så de kunne oplagre til tider med knaphed. Andre havde indikationer på, at de kunne behandle nitrogen og svovl for at generere energi, producere vitamin E og B12, genbruge aminosyrer, og plukke kulstof ud fra svært nedbrydelige forbindelser kaldet polyaromatiske kulbrinter. "De virker meget sparsommelige, " siger Edgcomb.

Dette sjældne syn på livet i de fjerneste dele af jorden udvider vores syn på kulstofcykling under havbunden, siger Edgcomb. "Hvis du ser på volumen af ​​den dybe biosfære, inklusive den nedre oceaniske skorpe, selv ved en meget langsom metabolisk hastighed, det kunne svare til betydelige mængder kulstof."