Naukowcy obudzili mikroorganizmy śpiące od stu milionów lat

Badacze wydobyli z dna oceanu organizmy, które pamiętają jeszcze dinozaury. Poprzedzają one praktycznie wszystko, co żyje na naszej planecie. Jest to wyjątkowa okazja, aby dowiedzieć się więcej o życiu istniejącym na ziemi.

Mikroorganizmy zostały zakopane w powoli akumulującym się osadzie na dnie Oceanu Spokojnego około 101,5 miliona lat temu, a więc na długo przed epoką tyranozaurów. Dokładnie w czasie, kiedy na ziemi panował mięsożerny dinozaur spinozaur. Nasza planeta od tego czasu przeżyła wymieranie dinozaurów, powstanie ssaków naczelnych i ewolucję człowieka. Naukowcy dokopali się na dnie oceanu do mikroorganizmów i wydobyli na jaw ich istnienie. Zostały one przywrócone do życia w japońskim laboratorium.

Nie miały prawa przeżyć, a jednak

Zespół badawczy zebrał próbki osadu z dna oceanu na pokładzie statku wiertniczego JOIDES Resolution. Próbki znajdowały się 100 metrów pod dnem głębokiego na 6 kilometrów Wiru Południowopacyficznego. Jest to jeden z pięciu głównych wirów oceanicznych (systemu prądów oceanicznych napędzanych przez wiatry oraz zmiany temperatury i zasolenia wody). Ten oligotroficzny obszar Oceanu Spokojnego zawiera bardzo mało tlenu i mało składników pokarmowych potrzebnych do przeżycia organizmów. Dlatego naukowcy są szczególnie zainteresowani tym, jak mikroorganizmy były w stanie przeżyć w tak nieprzystępnym środowisku. Komórka bowiem musi metabolizować pewną ilość węgla w stosunku do swojej wielkości, zanim podwoi swoją masę, podzieli się lub utrzyma się przy życiu w stanie aktywnym metabolicznie. Natomiast te spod dna morza miały bardzo ograniczony dostęp do zasobów.

– Naszym głównym pytaniem było, czy życie jest w stanie przetrwać w środowisku tak ubogim w składniki odżywcze, czy też jest to strefa pozbawiona życia – powiedział Yuki Morono z Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, pierwszy autor publikacji wieńczącej projekt. – Chcieliśmy dowiedzieć się jak długo mikroorganizmy są w stanie podtrzymywać życie przy niedoborze pożywienia – dodaje.

Wystarczyło je nakarmić

Wyniki badań naukowców ujawniają, że nawet te organizmy odnalezione w osadzie sprzed 101,5 miliona lat, mogą być obudzone, jeśli tylko tlen i składniki odżywcze staną się dostępne.

– Na początku byłem sceptyczny, ale odkryliśmy, że do 99,1% mikrobów w osadzie utworzonym 101,5 miliona lat temu ciągle żyło – powiedział Morono.

Mikroorganizmy wstrzymały poprzednio swoją aktywność, ale kiedy dostarczono im potrzebnych składników odżywczych, powróciły do życia, zaczęły odżywiać się i dzielić.

Aby zabezpieczyć próbki przed zanieczyszczeniem współczesnymi organizmami zespół badał je w ściśle sterylnych warunkach. Dlatego też dostarczanie składników odżywczych następowało wyłącznie przez niewielką rurkę zaprojektowaną tak, żeby uniknąć zanieczyszczenia. Kilka lat zajęło naukowcom opracowanie technologii i procedur wyodrębnienia mikroorganizmów z osadu oraz zbadania próbek. Cały projekt natomiast zajął im 10 lat.

Komórki zareagowały bardzo szybko na dostarczone składniki. Wchłonęły substraty znakowane izotopami azotu i węgla, co umożliwiło dokładne monitorowanie tempa, w jakim zaczęły się odżywiać i mnożyć. Po 68 dniach ilość komórek zwiększyła się o cztery rzędy wielkości. Okazało się również, że bakterie beztlenowe gorzej zniosły podróż w czasie i tylko minimalnie zwiększyły swoją aktywność życiową. Jednymi ze znalezionych organizmów były cyjanobakterie, czyli sinice, znane ze swojej wyjątkowej oporności na ekstremalne warunki i zdolne przetrwać prawie we wszystkich środowiskach na Ziemi.

Sekret długowieczności

Bakterie, które oddychają tlenowo, są najbardziej wytrzymałymi komórkami i ich obudzenie jest najbardziej prawdopodobne. Żyły one w malutkich pęcherzykach powietrza, które w jakiś sposób zawędrowały w dół osadu w ciągu wielu lat, dzięki czemu tlen był wciąż obecny w osadzie. Największy sekret ich niezwykłego przetrwania leży w tempie metabolizmu. Jest na tyle powolny, że pozwala na przeżycie nawet milionów lat.

Źródło: https://charliestephen6.medium.com/