Több mint 100 millió éves, életképes mikrobák

Alig 15 éve fedeztük fel, hogy a tengeri üledékek nem valamiféle temetőt jelentenek, hanem életteli részét a földi élővilágunknak, ma már tudjuk azt is, hogy a tengeri üledékekben élő mikrobák teszik ki a földi mikrobatömeg 12-45 százalékát, a teljes földi biomassza 0,6-2 százalékát. Egészen az üledékréteg alját jelentő alapkőzetig megtalálhatóak az élet jelei. Egy 2010-es óceánfenéki üledékminta-fúró projekt keretében, a Csendes-óceán déli köráramlatának területéről, több ezer méteres mélységből emelték ki azokat a furatokat, amelyek közt, sok millió éves rétegekben az élő mikrobákra sikerült rábukkanni. Az óceán ezen régiója a bolygónk élőlényekben legszegényebb tengere, itt a leglassabb az üledékképződés, és itt a leginkább átlátszó a víz is – a kérdés az volt, hogy vajon miként mutatkozik meg ez az élettelenség az üledékekben.

A mintavételi helyszínek, a 101,5 millió éves üledékfuratot az U1365 jelú helyen emelték ki.

Forrás: Nature Communications

Egy japán vezetésű kutatócsoport végzett mikroba-vizsgálatokat az üledékmintákon, arra voltak kíváncsiak, hogy az ennyire tápanyagszegény környezetben vajon van-e élet az üledékekben, az eredményeiket pedig a Nature Communications tudományos folyóiratban tették közzé. A vizsgálataik eredménye szerint, bár csekély számban, de minden kiemelt furat minden rétegében jelen volt némi mikroba. Ez esetben köbcentinként 100-1000 mikrobát számláltak meg, miközben egy partközeli, életben bővelkedő régióban az üledék nagyságrendekkel több mikrobát tartalmaz. A most vizsgált mintákban, a legnagyobb részben agyagos szemcsékből álló üledékekben lévő oxigén, nitrát, foszfát és szén előfordulása alapján kiszámították, hogy extrém lassú élettempójúak lehetnek ezek az üledéklakó mikrobák.

A kutatók előtt a vizsgálatra váró üledékminta furatok

Forrás: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC)

A kutatók a furatok közepéből, rendkívüli elővigyázatossággal vett mintákat áthelyezték külön edényekbe, majd olyan tápanyagokkal látták el ezeket, amelyek speciális szén- és nitrogén-izotóp összetételük révén könnyen kimutathatóvá teszik az anyagcserét, vagyis azt, hogy élnek-e a mintákban talált mikrobák. Ezt követően már csak türelmesen várakozni kellett.

A speciális jelölőizotópokat elfogyasztó mikrobák könnyen láthatóvá váltak a mikroszkóp alatt.

Forrás: Nature Communications

Ezzel a módszerrel 101,5 millió éves üledékből is sikerült kimutatni aktív élettevékenységet mutató baktériumokat, amelyek a tápanyagok hozzáadásával szaporodni is kezdtek! 65 nap alatt e mintában négy nagyságrenddel nőtt a baktériumok mennyisége, köbcentinként több mint egymillió lett.

Az üledékminták genetikai elemzése alapján azt is megállapították a kutatók, hogy teljesen átlagos tengervíz- és üledéklakó mikrobaközösség található ezekben az ősi rétegekben is, ezeknek pedig hatalmas szerepük van a lesüllyedő szerves törmelékek lebontásában. Valószínűleg egyszerűen „csapdába estek” az üledékképződés során, s amit csak lehetett, kihasználtak a rendelkezésre álló tápanyagokból.

Az eddigi elképzelések szerint ezeknek a tápanyagokban igen szegény tengeri üledékrétegeknek olyan lakói lehetnek, amelyek spóraként (inaktív formában, „betokozódva”) élik túl az elképesztően nehéz körülményeket, azonban a vizsgálatok szerint elenyésző kisebbség volt csak spóraképzésre alkalmas a megtalált mikrobák közt. Egyelőre tehát nem világos, hogy miként vészelték át a tápanyagokban igen szegény környezetben ezt a hosszú időt. Könnyen elképzelhető persze, hogy a most megtalált élő baktériumok nem azonosak azokkal, amelyek 101,5 millió éve az üledékbe kerültek, hanem azok leszármazottai, ám, mivel elképesztő kevés a tápanyag itt, csak felfoghatatlanul lassan szaporodhattak az élőlények.

Az eddigi rekorder tengeri üledékben talált élő mikroba 15 millió éves volt, és az Atlanti-óceán északi részén került elő.

Lehet, hogy csak az üledékek lehetséges kora szab határt a mikrobák élettartamának? A kőzetlemezek mozgása miatt az óceáni kéreg (vagyis az a régió, ahol a tengeri üledékek is lerakódnak) az alábukás révén folyamatosan megsemmisül, a ma megtalálható legidősebb óceáni kéreg kb. 200 millió éves (bár, egy távérzékeléssel vizsgált földközi-tengeri területről 340 millió éves kort állapítottak meg), és valahol a Csendes-óceán egyenlítői vidékének nyugati területén található, könnyen lehet, hogy itt lehet a határ a még élő mikrobák példáira is. Az bizonyos, hogy ezek a tápanyagokban rendkívül szegény területek bolygónk legnehezebb életkörülményeit nyújtják, s itt húzódhat valahol az élet határvonala is.