Kde je dolná hranica života?

Hlboké vŕtanie hľadá mikróby hlboko pod morským dnom

Do akej hĺbky a do akej teploty je život na Zemi? Toto je zistiť hlbokú dieru. Tu je pohľad na jadro sedimentu. © Luc Riolon / JAMSTEC
čítať nahlas

Hľadanie skaly: Hlboká diera pri pobreží Japonska by mala objasniť, kde leží dolná hranica pozemského života. Studňa „T-Limit“, ktorá sa začína dnes, siaha až do hĺbky 1, 2 km a tým do horninových vrstiev, ktoré sú horúce 130 stupňov. Či už v tomto horúčave a pri zvýšenom tlaku stále žijú mikróby, vedci to chcú zistiť.

Život v „pivnici“ Zeme: Rôznorodý svet organizmov na našej planéte zasahuje hlbšie, ako sa dlho myslelo. Nezdá sa, že ani permanentná tma, tesný, vysoký tlak a teplo nebránia kolonizácii baktérií a iných mikróbov, dokonca ani skalných spór hlboko pod zemským povrchom. V posledných rokoch vedci už zistili živé baktérie zo stoviek metrov hlbokého čadičového kameňa a dokonca aj takmer 2 500 metrov pod morským dnom.

Mikrobiálne vyhľadávanie 1 200 metrov pod morským dnom

Doposiaľ však zostalo nejasné, kde leží absolútna dolná hranica života. Inými slovami, kedy sa v hĺbkach príliš zahrieva, a to aj pre najodolnejšie mikróby? „Vieme, že mikrobiálna biomasa pod morským dnom je minimálne taká vysoká ako oceán nad ňou, “ vysvetľuje Fumio Inagaki z japonského inštitútu pre výskum morí JAMSTEC. „O ich rozmanitosti, obmedzeniach a faktoroch, ktoré obmedzujú ich prežitie, vieme veľmi málo.“

Cielené vŕtanie a odber vzoriek v Japonskom mori to teraz zmení. V rámci projektu „T-Limit“ chcú vedci zistiť, do akej miery môžu žiť teploty v hĺbke. V nasledujúcich 60 dňoch využijú vrtnú loď Čikyu na extrakciu vzoriek hornín do hĺbky 1, 2 kilometra. Vedci tvrdia, že toto je prvý pokus podrobne študovať biotický limit.

Vrtná loď Chikyu má hľadať život v hĺbke 1, 2 km pod morským dnom © Luc Riolon / JAMSTEC

Ako vesmírna misia “

Všetky vzorky sa odoberajú vrtuľníkom do laboratória na japonskom pobreží vzdialenom 120 kilometrov, kde sa analyzujú. Podmienky čistého priestoru počas prepravy a analýzy by mali zaistiť, aby do vzorky nevnikli z vonkajšej strany žiadne kontaminanty, a tak ľudí oklamať, aby žili tam, kde nie sú. „Je to takmer ako vesmírna misia, “ vysvetľuje člen expedície Kai-Uwe Hinrichs z MARUM v Brémach. zobraziť

Metódy použité v analýzach sú natoľko citlivé, že dokážu detekovať 100 mikrobiálnych buniek na centimeter kubický - to zodpovedá 100 pieskovým zrnám v olympijskom bazéne. „Hľadanie života v takýchto vzorkách vrtákov je ako nájsť ihlu v kupce sena, “ hovorí Yuki Morono z JAMSTEC. "Povrch dna oceánu sa hemží mikrobiálnymi bunkami, ale v hlbších vzorkách hornín sú stále krehkejšie."

Koľko tepla zostáva?

Vrcholom tejto diery je jej poloha v hlbokomorskom priekope Nankai. Hlboké morské dno 4 700 metrov leží v blízkosti hraníc ezijských a filipínskych zemských platní. Vedci tvrdia, že teplotný gradient je pod priekopou Nankai štyrikrát prudší ako inde v Tichomorí. V hĺbke 1, 2 km je už dosiahnuté 130 stupňov tepla to je prípad iba v hĺbke štyroch kilometrov.

Poloha a hĺbka otvoru sú navrhnuté tak, aby museli presne dosiahnuť životnosť. Observatórium na sledovanie hlbokého uhlíka

Táto teplota je však obzvlášť vzrušujúca pri hľadaní hranice života. Najznámejší organizmus, ktorý je najviac odolný voči teplu, je jednobunkový organizmus, ktorý dokáže prežiť a rozmnožiť sa v 121 stupňoch horúcej vody. Geogemma barossii žije v horúcich komínoch pri západnom pobreží USA. Ďalší mikrób je stále pod tlakom 122 stupňov, pretože prevláda v hĺbke 4 000 metrov.

Nástenný alebo drevený plot?

Je to však limit? Laboratórne testy ukazujú, že genetická molekula DNA stráca svoju integritu pri teplotách medzi 120 a 140 stupňov Celzia. Bez DNA však nie je možné prežiť, natož znásobiť, toľko je jasné. Nie je známe, ako blízko sa tento absolútny limit blíži k životu.

„Vzorky vŕtačiek nám poskytujú jedinečnú príležitosť preskúmať, ako sa mikrobiálny život mení s rastúcimi teplotami a kedy sa zastaví, “ hovorí Verena Heuer zo spoločnosti MARUM. „Je napríklad táto spodná hranica obývateľnej zóny v morskom dne ostro ohraničená ako stena alebo je to skôr ako lenivý oplotenie?“

Vedci dúfajú, že odpovede dostali po skončení 60-dňovej expedície. Fáza vŕtania bude ukončená 10. novembra a potom budú nasledovať dva týždne intenzívnej analýzy v pobrežnom laboratóriu.

(Hlboké pozorovanie uhlíka (DCO), 12.09.2016 - NPO)