Jordens skorpeminerogi driver hotspots for intraterrestrisk liv

Under den grønne overflade og organisk rig jord, livet strækker sig kilometer ind i Jordens dybe klippeskorpe. Den kontinentale dybe undergrund er sandsynligvis et af de største reservoirer af bakterier og arkæer på Jorden, mange danner biofilm - som en mikrobiel belægning af klippeoverfladen. Denne mikrobielle population overlever uden lys eller ilt og med minimale organiske kulstofkilder, og kan få energi ved at spise eller indånde mineraler. Fordelt over hele den dybe undergrund, disse biofilm kan repræsentere 20-80% af den samlede bakterielle og arkæiske biomasse i den kontinentale undergrund ifølge det seneste skøn. Men er disse mikrobielle populationer spredt jævnt på klippeoverflader, eller foretrækker de at kolonisere specifikke mineraler i klipperne?

For at besvare dette spørgsmål, forskere fra Northwestern University i Evanston, Illinois, ledet en undersøgelse for at analysere væksten og distributionen af ​​mikrobielle samfund i dybe kontinentale underjordiske omgivelser. Dette arbejde viser, at værtens stenmineralsammensætning driver biofilmdistribution, producerer "hotspots" af mikrobielt liv. Undersøgelsen blev offentliggjort i Grænser i mikrobiologi.

Hotspots af mikrobielt liv

For at realisere denne undersøgelse, forskerne gik 1,5 kilometer under overfladen i Deep Mine Microbial Observatory (DeMMO), til huse i en tidligere guldmine nu kendt som Sanford Underground Research Facility (SURF), beliggende i Lead, South Dakota. der, under jorden, forskerne dyrkede biofilm på oprindelige bjergarter rige på jern og svovlholdige mineraler. Efter seks måneder, forskerne analyserede den mikrobielle sammensætning og fysiske egenskaber af nydyrkede biofilm, såvel som dets fordelinger ved hjælp af mikroskopi, spektroskopi og rumlige modelleringsmetoder.

De rumlige analyser udført af forskerne afslørede hotspots, hvor biofilmen var tættere. Disse hotspots korrelerer med jernrige mineralkorn i klipperne, fremhæve nogle mineralpræferencer for biofilmkolonisering. "Vores resultater viser den stærke rumlige afhængighed af biofilmkolonisering af mineraler i klippeoverflader. Vi tror, ​​at denne rumlige afhængighed skyldes, at mikrober får deres energi fra de mineraler, de koloniserer." forklarer Caitlin Casar, første forfatter til undersøgelsen.

Fremtidig forskning

Alt i alt, disse resultater viser, at værtsbjergarter er en vigtig drivkraft for distribution af biofilm, som kunne hjælpe med at forbedre skøn over den mikrobielle fordeling af Jordens dybe kontinentale undergrund. Men førende intraterrestriske undersøgelser kunne også informere andre emner. "Vores resultater kunne informere biofilms bidrag til globale næringsstofkredsløb, og har også astrobiologiske implikationer, da disse resultater giver indsigt i biomassefordelinger i et Mars-analogt system," siger Caitlin Casar.

Ja, udenjordisk liv kunne eksistere i lignende underjordiske miljøer, hvor mikroorganismerne er beskyttet mod både stråling og ekstreme temperaturer. Mars, for eksempel, har en jern- og svovlrig sammensætning svarende til DeMMOs klippeformationer, som vi nu ved er i stand til at drive dannelsen af ​​mikrobielle hotspots under jorden.