The Not So Dead Sea: Traces of Ancient Bacteria Found in the Lake’s Sediments

Morze Martwe nie jest całkowicie martwe. Jasne, jest to jeden z najbardziej ekstremalnych ekosystemów na naszej planecie, o tak wysokim zasoleniu, że turyści mogą z łatwością unosić się na jego gęstym, solankowym wywarze. Brak roślin, ryb i innego widocznego życia sprawia, że pływacy mogą zakładać, że w głębinach nic się nie dzieje. Ale dawno temu naukowcy odkryli jednokomórkowe mikroorganizmy zwane archaea żyjące w wodach jeziora – co skłoniło wielu do zastanowienia się, czy inne proste życie mogło również przetrwać w osadach poniżej, pomimo braku tlenu, światła i składników odżywczych.

Teraz Camille Thomas, geomikrobiolog z Uniwersytetu w Genewie, i jego koledzy odkryli skamieliny molekularne w osadach Morza Martwego, które sugerują, że bakterie żyły tam tak niedawno, jak 12 000 lat temu. Jest to pierwszy przypadek odkrycia przez naukowców formy życia innej niż archaea w tym ekosystemie – co wskazuje, że takie życie może istnieć (lub istniało w przeszłości) w podobnych miejscach na całym świecie i w innych częściach Układu Słonecznego, w tym na Marsie. Wyniki zostały opublikowane w marcu w Geology.

Thomas i jego koledzy byli częścią międzynarodowej współpracy, która w 2010 roku dokonała odwiertów 430 metrów pod dnem jeziora w ramach bezprecedensowej okazji do lepszej oceny przeszłości naszego klimatu. Po kilku latach analizowania próbek, zespół Thomasa znalazł archaea zakopane w osadach. Był to dowód na to, że organizmy te mogły przetrwać zarówno w samym jeziorze, jak i w osadach poniżej, gdzie warunki są jeszcze bardziej nieprzyjazne. Jednak Thomas nadal uważał, że jest mało prawdopodobne, aby mogło tam przetrwać coś innego niż archaea. „Myślałem: 'To ekstremalne środowisko i jest tylko dla ekstremalnych facetów’, mówi.

Najnowsze odkrycie zespołu zmienia ten pogląd. Thomas i jego koledzy przeanalizowali warstwy gipsu (minerał pozostały po odparowaniu słonej wody), które zostały złożone 12 000, 85 000 i 120 000 lat temu. W ich wnętrzu odkryli estry woskowe – bogate w energię cząsteczki, które małe organizmy tworzą i magazynują, gdy zaczyna brakować pożywienia. Ponieważ archaea nie mogą wytwarzać tych cząsteczek, a organizmy wielokomórkowe najprawdopodobniej nie przetrwają w tak nieprzyjaznych warunkach, zespół doszedł do wniosku, że starożytne bakterie musiały wyprodukować te związki.

Ale jak te bakterie przetrwały? Estry woskowe nosiły ślady błon komórkowych archaidów, więc badacze wysunęli hipotezę, że bakterie wyłuskiwały szczątki archaidów. Ten mechanizm przetrwania wyjaśniałby, w jaki sposób społeczność zdołała się rozwinąć w tak pozornie odludnych warunkach. „Chociaż wiemy, że biomasa mikrobiologiczna jest bardzo zróżnicowana, zawsze ekscytujące jest sprawdzenie, jakie strategie stosują te społeczności mikrobiologiczne, aby przetrwać w różnych środowiskach” – mówi Yuki Weber, biochemik z Uniwersytetu Harvarda, która nie brała udziału w badaniu. „Jest jeszcze wiele do nauczenia się o metabolizmie mikrobów.”

Więcej, Thomas i jego koledzy znaleźli tantalizujące wskazówki, że życie bakteryjne może istnieć w ekosystemie Morza Martwego nawet dzisiaj. Kiedy po raz pierwszy otworzyli dużą fiolkę współczesnych osadów, na przykład, poczuli zapach zgniłych jaj – znak rozpoznawczy gazu siarkowodoru, który jest często produkowany przez bakterie. Ale gaz może mieć również pochodzenie niebiologiczne, takie jak aktywność geotermalna (z której słynie Park Narodowy Yellowstone), więc badacze nie są pewni, czy bakterie nadal żyją pod słonym jeziorem.

Nawet jeśli nie, bakterie najprawdopodobniej żyją w podobnych warunkach w całej ogromnej podziemnej biosferze Ziemi, twierdzi Weber. A ponieważ naukowcy kontynuują wykreślanie ekstremalnych środowisk, w których życie może przetrwać, lepiej zrozumieją, jak i gdzie powstaje ono na Ziemi i innych planetach, mówi.

Na przykład Mars – w 2011 roku łazik Opportunity NASA natknął się na gips, ten sam minerał, który Thomas znalazł w osadach Morza Martwego. Jego obecność sugeruje, że gdy Czerwona Planeta się ociepliła, jej oceany i jeziora wyparowały. Ale zanim to nastąpiło, te zbiorniki wodne prawdopodobnie wyglądałyby bardzo podobnie do Morza Martwego – być może nawet do procesów biologicznych, mówi Tomaso Bontognali, naukowiec z Instytutu Eksploracji Kosmosu w Szwajcarii, który nie był zaangażowany w badania Morza Martwego. Bontognali pracuje nad łazikiem ExoMars Europejskiej Agencji Kosmicznej, który ma wylądować w 2021 roku na starożytnym dnie oceanu na Marsie. Będzie on analizował rdzenie osadów za pomocą uproszczonej wersji metody stosowanej przez zespół Thomasa. Dowody z Morza Martwego „czynią hipotezę, że życie mogło istnieć na Marsie bardziej wiarygodną”, mówi Bontognali.