I ricercatori di Princeton hanno scoperto una colonia di batteri che vive più di 3 km (2 miglia) sotto terra. Trovando la vita in queste condizioni estreme, gli scienziati stanno espandendo la loro comprensione di quali tipi di abitudini possono sostenere la vita.
Un gruppo di ricerca guidato da Princeton ha scoperto una comunità isolata di batteri quasi due miglia sottoterra che deriva tutta la sua energia dal decadimento delle rocce radioattive piuttosto che dalla luce solare. Secondo i membri del team, la scoperta suggerisce che la vita potrebbe esistere in condizioni analogamente estreme anche su altri mondi.
La comunità batterica autosufficiente, che prospera nelle acque sotterranee ricche di sostanze nutritive trovate vicino a una miniera d'oro sudafricana, è stata isolata dalla superficie terrestre per diversi milioni di anni. Rappresenta il primo gruppo di microbi noti per dipendere esclusivamente da composti di idrogeno e zolfo prodotti geologicamente per l'alimentazione. Le condizioni estreme in cui vivono i batteri assomigliano a quelle della Terra primitiva, offrendo potenzialmente spunti sulla natura degli organismi che vivevano molto prima che il nostro pianeta avesse un'atmosfera di ossigeno.
Gli scienziati, che provengono da nove istituzioni che collaborano, hanno dovuto scavare 2,8 chilometri sotto la superficie del nostro mondo per trovare questi insoliti microbi, portando gli scienziati alle loro ipotesi che la vita potrebbe esistere in circostanze simili in altre parti del sistema solare.
"Ciò che fa davvero fluire i miei succhi è la possibilità di vita sotto la superficie di Marte", ha dichiarato Tullis Onstott, professore di geoscienze all'Università di Princeton e leader del gruppo di ricerca. "Questi batteri sono stati tagliati fuori dalla superficie della Terra per molti milioni di anni, ma hanno prosperato in condizioni che la maggior parte degli organismi considererebbe inospitali alla vita. Queste comunità batteriche potrebbero sostenersi indipendentemente da ciò che è accaduto in superficie? In tal caso, aumenta la possibilità che gli organismi possano sopravvivere anche su pianeti le cui superfici sono diventate da tempo senza vita. "
Il team di Onstott ha pubblicato i suoi risultati nel numero del 20 ottobre della rivista Science. Il gruppo di ricerca comprende il primo autore Li-Hung Lin, che ha eseguito molte delle analisi come studente di dottorato a Princeton e poi come ricercatore post-dottorato presso la Carnegie Institution.
"Questi batteri sono davvero unici, nel senso più puro della parola", ha detto Lin, ora alla National Taiwan University. "Sappiamo quanto sono stati isolati i batteri perché le analisi dell'acqua in cui vivono dimostrano che è molto vecchia e non è stata diluita dall'acqua di superficie. Inoltre, abbiamo scoperto che gli idrocarburi nell'ambiente non provenivano da organismi viventi, come al solito, e che la fonte dell'idrogeno necessaria per la loro respirazione proviene dalla decomposizione dell'acqua per decadimento radioattivo di uranio, torio e potassio. "
Poiché le acque sotterranee che il team ha analizzato per trovare i batteri provengono da diverse fonti diverse, rimane difficile determinare in modo specifico per quanto tempo i batteri sono stati isolati. Il team stima che il periodo di tempo sia compreso tra tre e 25 milioni di anni, il che implica che gli esseri viventi sono ancora più adattabili di quanto si pensasse.
"Sappiamo sorprendentemente poco sull'origine, l'evoluzione e i limiti della vita sulla Terra", ha detto la biogeochimica Lisa Pratt, che ha guidato il contributo del Bloomington dell'Università dell'Indiana al progetto. “Gli scienziati stanno appena iniziando a studiare i diversi organismi che vivono nelle parti più profonde dell'oceano e la crosta rocciosa sulla Terra è praticamente inesplorata a profondità superiori a mezzo chilometro sotto la superficie. Gli organismi che descriviamo in questo documento vivono in un mondo completamente diverso da quello che conosciamo in superficie. "
Quel mondo sotterraneo, diceva Onstott, è una pozza di acqua salata calda e pressurizzata che puzza di zolfo e gas nocivi che gli esseri umani troverebbero irrespirabile. Ma i batteri appena scoperti, che sono lontanamente correlati alla divisione dei microbi Firmicutes che esistono vicino alle aperture idrotermali sottomarine, prosperano lì.
"La radiazione consente la produzione di numerosi composti di zolfo che questi batteri possono utilizzare come fonte di cibo ad alta energia", ha affermato Onstott. "Per loro, è come mangiare patatine."
Ma l'arrivo del gruppo di ricerca ha portato una sostanza nel mondo sotterraneo che, sebbene vitale per la sopravvivenza umana, si è rivelato fatale per i microbi: l'aria dalla superficie.
"Queste creature sembrano avere un vero problema con l'esposizione all'ossigeno", ha detto Onstott. "Non possiamo sembrare di tenerli in vita dopo averli assaggiati. Ma poiché questo ambiente è molto simile alla Terra primitiva, ci dà un'idea di che tipo di creature potrebbero essere esistite prima che avessimo un'atmosfera di ossigeno. "
Onstott ha affermato che molte centinaia di milioni di anni fa, alcuni dei primi batteri del pianeta potrebbero essere prosperati in condizioni simili e che i microbi appena scoperti potrebbero far luce sulla ricerca sulle origini della vita sulla Terra.
"Questi batteri sono probabilmente vicini alla base dell'albero per il dominio batterico della vita", ha detto. “Potrebbero essere genealogicamente piuttosto antichi. Per scoprirlo, avremo bisogno di confrontarli con altri organismi come Firmicutes e altre creature che amano il calore da prese d'aria profonde o sorgenti calde. "
Il team di ricerca sta costruendo un piccolo laboratorio a 3,8 chilometri sotto la superficie nella regione del Witwatersrand in Sudafrica per condurre ulteriori studi sull'ecosistema appena scoperto, ha affermato Onstott, che spera che i risultati saranno utili quando le future sonde spaziali verranno inviate per cercare la vita su altri pianeti.
"Una grande domanda per me è: come si sostengono queste creature?" Disse Onstott. “Questo ceppo di batteri si è evoluto per possedere tutte le caratteristiche di cui ha bisogno per sopravvivere da solo o stanno lavorando con altre specie di batteri? Sono sicuro che avranno più sorprese per noi e un giorno potrebbero mostrarci come e dove cercare i microbi altrove ".
Altri autori di questo lavoro includono Johanna Lipmann-Pipke di GeoForschungsZentrum, Potsdam, Germania; Erik Boice dell'Università dell'Indiana; Barbara Sherwood Lollar dell'Università di Toronto; Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen e Todd Z. DeSantis del Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California; Duane P. Moser del Desert Research Institute, Las Vegas; e Dave Kershaw della miniera di Mponeng, Anglo Gold, Johannesburg, Sudafrica.
Pratt e Onstott hanno collaborato per anni come parte dell'Indiana-Princeton-Tennessee Astrobiology Institute (IPTAI), un centro di ricerca finanziato dalla NASA incentrato sulla progettazione di strumenti e sonde per il rilevamento della vita nelle rocce e nelle acque sotterranee profonde sulla Terra durante la pianificazione dell'esplorazione del sottosuolo di Marte. Le raccomandazioni dell'IPTAI alla NASA si baseranno sui risultati discussi nel rapporto Science.
Questo lavoro è stato supportato anche da sovvenzioni della National Science Foundation, del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, del National Science Council di Taiwan, del Natural Sciences and Engineering Research Council del Canada, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) e del Killam Fellowships Program .
Fonte originale: comunicato stampa dell'Università di Princeton
