Mai multe forme de viață decât ne-am imagina ar putea trăi în adâncurile întunecate ale oceanului
Soarele dă viață planetei noastre prin razele sale, și totuși unele forme de viață fascinante nu au nevoie de lumină pentru a trăi.
În loc să folosească fotosinteza pentru a stoca energie în legăturile lor chimice, unii microbi se bazează pur și simplu pe oxidarea moleculelor anorganice, cum ar fi hidrogenul, pentru a face acest lucru.
Chemosinteza, așa cum este cunoscută, a fost speculată ca o potențială sursă de energie pentru microbi în secolul al XIX-lea, însă nu a fost confirmată până când nu au fost descoperite ecosistemele din jurul gurilor hidrotermale din adâncurile oceanice, în anii 1970.
De atunci, mijloacele de recoltare a energiei prin oxidarea compușilor anorganici au fost considerate rare, fiind limitate la habitatele extreme. Dar cercetările emergente din mare sugerează că această strategie de supraviețuire este de fapt abundentă, de la un pol la altul.
Ce este chemosinteza?
De fapt, pe măsură ce lumina soarelui se estompează în întuneric, o echipă condusă de cercetători de la Universitatea Monash din Australia a descoperit dovezi că chemosinteza devine principalul mod de viață pentru microbii marini invizibili.
„Hidrogenul și monoxidul de carbon au hrănit, de fapt, microbii în toate regiunile pe care le-am analizat: din golfurile urbane, din jurul insulelor tropicale și până la sute de metri sub suprafață”, spune microbiologul Chris Greening de la Universitatea Monash. „Unii pot fi găsiți chiar și sub platformele de gheață din Antarctica”.
Spre deosebire de lumina solară, hidrogenul molecular este o sursă convenabilă de energie care este prezentă în cantități cel puțin infime într-o mare varietate de ecosisteme, din atmosferă până la suprafață și chiar și dedesubt.
În studiile anterioare, Greening și colegii săi au arătat că, într-o mare parte din solul lumii, culturile bacteriene care pot consuma hidrogen sunt „abundente, diverse și active” – în multe feluri, baza întregului lanț trofic.
Acum, el și unii dintre aceiași cercetători au demonstrat că acest lucru se aplică și în adâncurile oceanului.
Chemosinteza, principalul mod de viață pentru microbii marini invizibili
Studiul lor este primul care investighează dacă bacteriile din largul oceanului pot folosi hidrogenul drept combustibil. Descoperirile se bazează pe 14 probe de apă de mare, colectate din Oceanul Atlantic, Oceanul Indian, Oceanul Pacific și Oceanul Sudic.
În toate aceste eșantioane, cu excepția unuia singur, echipa a detectat microbi care dispuneau de mașinăria genetică necesară atât pentru chemosinteză folosind hidrogen, cât și pentru fotosinteză.
Pe baza activității microbilor în laborator, modelele sugerează că rata lor de chemosinteză este suficientă pentru a susține creșterea și supraviețuirea comunității, scrie ScienceAlert.
Autorii concluzionează că hidrogenul trebuie să fie o sursă importantă de energie pentru bacteriile din apa de mare, în special pentru cele care trăiesc în cele mai adânci și întunecate adâncimi.
Oxidarea hidrogenului este utilă atunci când lumina soarelui nu este disponibilă cu ușurință, dar nu este lipsită de costuri. Ea necesită o investiție de fier într-un context în care fierul este deja o marfă prețioasă. Acest lucru înseamnă că bacteriile marine folosesc probabil hidrogenul ca și combustibil doar atunci când este absolut necesar.
Bacteriile marine pot comuta între chemosinteză și fotosinteză
La suprafața oceanului, este probabil mult mai valoros pentru microbi să se bazeze pe lumina solară. În întuneric, însă, un comutator ar putea fi activat. Mai aproape de fundul mării, fierul este mai disponibil, în timp ce lumina solară devine mai rară.
Bacteriile marine care pot comuta între chemosinteză și fotosinteză ar avea probabil un avantaj competitiv major atunci când populează toate nivelurile diferite ale habitatului oceanic.
Acesta este probabil motivul pentru care aceste forme de viață flexibile sunt încă atât de abundente până în ziua de azi.
„Probabil că prima formă de viață a apărut în gurile de aerisire din adâncuri, folosind hidrogenul, nu lumina soarelui, ca sursă de energie”, speculează Greening.
„Este incredibil că, 3,7 miliarde de ani mai târziu, atât de mulți microbi din oceane încă folosesc acest gaz cu energie ridicată și că am trecut complet cu vederea acest lucru până acum.”
Studiul a fost publicat în revista Nature Microbiology.
Vă recomandăm să mai citiți și:
Ce s-ar întâmpla cu omenirea dacă ar dispărea microbii?
Cei mai mulți microbi de pe fundul oceanelor sunt aproape inactivi
Microbii pot forma organisme care se târăsc pe dinți. Cum ne afectează?