Primære bakterier har levet under isen i årtusinder

Forskere finder et aktivt og mangfoldigt mikrobielt samfund

Udsigt over den isdækkede Vida-sø i Antarktis. © Emanuele Kuhn, Desert Research Institute, Reno NV
læst op

Under den meter tykke is fra Vida Lake i Antarktis har forskere opdaget et gammelt samfund af levende, aktive mikroorganismer. Bakteriesamfundet er blevet afskåret helt fra omverdenen i mere end 2.800 år og har sandsynligvis hverken haft adgang til sollys eller ilt i løbet af denne periode. Andre steder er levevilkårene ekstreme: vandet, i hvilket mikroberne lever, er ekstremt salt, og temperaturerne der er lavere end minus 12 grader Celsius året rundt. Ikke desto mindre ser lokalsamfundet ikke ud til at være på randen af ​​sammenbrud: det genvinder sandsynligvis den energi, der er nødvendig for at overleve fra brint, der dannes under kemiske reaktioner af saltvand med den omgivende klippe, spekulerer forskerne til Alison Murray fra Desert Research Institute i Reno. De præsenterer deres opdagelse i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences.

Første bevis på livet for ti år siden

Vida-søen i den østlige del af Antarktis er dækket af et tyve meter tykt islag og ligger på flere hundrede meter permafrost. Oprindeligt havde forskere antaget, at det var helt frossent. Målinger viste imidlertid, at der er flydende vand under isen, hvilket er ekstremt salt og også meget koldt ved cirka minus 13 grader celsius. På trods af disse ugunstige forhold var søen for næsten ti år siden et potentielt levested for usædvanlige mikrober. I bunden af ​​iskernen opdagede forskere organiske aflejringer indeholdende frosne mikroorganismer. De spekulerede i, at der endda kan være levende modstykker til disse mikrober i den underliggende saltvand.

Murray og hendes team kan nu bekræfte denne antagelse. De gennemførte yderligere boring i 2005 og 2010. Begge gange blev borehullet snart fyldt med en gullig saltvand, der blev brunrød i kontakt med luften, rapporterer forskerne. En mere detaljeret analyse under mikroskopet viste, at det salte vand indeholdt kugleformede og stavformede mikroorganismer i forskellige størrelser, ikke sjældent forekommer i sammenhængende par - en indikation af en nylig opdeling. Derudover fandt forskerne tegn på aktiv metabolisme og omend langsom proteinproduktion i cellerne.

Uventet mangfoldighed

Elektronmikrograf af en mikrobe fundet i Vida-søen. Murray et al. / PNAS

Generelt var der mindst 32 forskellige bakterievarianter, der kunne tildeles otte forskellige stammer, rapporterer holdet. Nogle af dem lignede allerede kendte arter, mens andre næppe viste ligheder med de beskrevne arter. I alle stammerne var også tidligere kendte repræsentanter, der klarer ekstreme forhold, siger forskerne. Derfor ser det ud til, at de mikrober, der nu er opdaget, ville have udviklet kreative metaboliske veje til at få energi fra golde ressourcer.

Hvordan disse metabolske veje ser nøjagtigt ud, kan de endnu ikke sige. Imidlertid er miljøet, hvor de ekstra bakterier lever, sandsynligvis ganske unikt: Ud over de store mængder salt indeholder vandet en hel del opløst nitrogenoxid såvel som andre nitrogenforbindelser som ammoniak, nitrit og nitrat. Molekylært brint er også til stede i høje koncentrationer. Også godt repræsenterede er opløste metaller, især jern, og både uorganiske og organiske carbonforbindelser. udstilling

Det kan tænkes, at energien til mikroberne hovedsageligt stilles til rådighed ved konstante reaktioner af saltvand med den stærkt jernholdige sten i jorden, spekulerer forskerne. F.eks. Kan oxidation af jernsalte kombineret med en reduktion af nitrit og nitrat producere molekylært brint, som derefter tjener nogle af disse organismer som en energikilde til opbygning af næringsstoffer. Disse mikrober kunne derefter give næringsstoffer til bakterier, der bruger andre metaboliske veje, spekulerer forskere. De betragter blandt andet den ekstreme kommune så interessant, fordi den trives i et levested, der kan findes på andre himmellegemer - for eksempel Jupiters måne Europa eller Saturns måne Enceladus (doi: 10.1073 / pnas. 1208607109).

(Proceedings of the National Academy of Sciences, 27.11.2012 - ILB)