Old Faithful jest wrzący i śmierdzący i jest idealnym domem dla tych organizmów

Park Narodowy Yellowstone to siedlisko dzikiej przyrody w Ameryce Północnej. W parku znajdują się góry, lasy i łąki Największe skupisko ssaków w 48 niższych stanach, w tym rodzime żubry i odrodzona populacja szarych wilków. Co roku do parku przybywają miliony turystów, czekających na rzucenie okiem na różnorodną przyrodę.

Okazuje się, że inne słynne atrakcje Yellowstone — źródła hydrotermalne, baseny oraz parujące i bulgoczące gorące źródła — są również wyjątkowymi siedliskami organizmów. Zamiast atrakcyjnych ssaków i ptaków jest domem dla mikrobów kochających chaos.

Naukowcy od dawna badają cechy hydrologiczne źródeł i basenów Yellowstone, „ale nikt nigdy nie badał mikrobiologii gorących źródeł” – powiedział Eric Boyd, profesor mikrobiologii na Uniwersytecie Stanowym w Montanie.

Jeden powód, dla którego zostali zignorowani? Gejzery są zmienne. Wulkan Old Faithful, popularny punkt orientacyjny w Yellowstone, wybucha mniej więcej co 90 minut, wyrzucając w powietrze wrzącą wodę na wysokość 30 metrów lub więcej. Woda przepływa przez zimne powietrze, opada, a następnie ponownie opada do gorących basenów poniżej.

Trudno było zrozumieć, że cokolwiek może przetrwać ten brutalny cykl. Ale w badania Prezentowany w zeszłym tygodniu o godz Doroczne spotkanie Amerykańskiego Towarzystwa GeologicznegoDoktor Boyd i jego współpracownicy wykazali, że gorące źródła Yellowstone są idealnymi domami dla niektórych maleńkich stworzeń.

Aby przetestować wody, zespół uchwycił ciecz spadającą podczas erupcji wulkanu Old Faithful. Po powrocie do laboratorium próbki oblano substancją chemiczną mającą na celu wywołanie fluorescencji drobnych drobnoustrojów.

„Widzieliśmy komórki i to było naprawdę ekscytujące” – powiedziała Lisa Keller, doktorantka w Montana State. „Musieliśmy jednak wykluczyć, że nie było to zanieczyszczenie, ponieważ zbieraliśmy wodę unoszącą się w powietrzu”.

Po nakarmieniu drobnoustrojów i podgrzaniu próbek Old Faithful do ich domowej temperatury nastąpił gwałtowny wzrost aktywności w temperaturze około 195 stopni Fahrenheita i przebłysk aktywności w temperaturze 160 stopni. Pokazało to, że mikroorganizmy nie tylko przystosowały się do wyższych temperatur, ale także wolały ciepło – wyjaśniła pani Keller.

Zespół wykorzystał testy DNA do zidentyfikowania mikroorganizmów żyjących w otworach wentylacyjnych i basenach grzejnika. Thermocrinis, grupa kochających ciepło bakterii, które przekształcają chemikalia w energię, stanowi ponad 60 procent drobnoustrojów w Old Faithful. Członkowie dwóch innych rodzajów mikroorganizmów termofilnych, Thermus i Pyrobaculum, zwiększyli mikroróżnorodność kolumny.

Naukowcy „powiązali różne grupy mikroorganizmów z różnymi warunkami środowiskowymi, co jest bardzo fascynujące” – powiedział Alfonso Davila, astrobiolog z NASA Ames, który nie brał udziału w badaniu. Praca pokazała, że ​​zróżnicowany mikrobiom może ewoluować w stosunkowo małym systemie gejzerów – stwierdził.

Zespół zasugerował, że przyczyną tej różnorodności jest dynamiczne środowisko w Old Faithful, które zapewnia wszystko, czego niektóre drobnoustroje potrzebują do prawidłowego rozwoju: związki siarki, węgiel i parującą wodę.

Na poparcie swojej hipotezy pani Keller zaobserwowała, że ​​ciche baseny bez burzliwych erupcji wulkanów charakteryzują się znacznie mniejszą różnorodnością biologiczną na poziomie populacji niż to, co zaobserwowała w gejzerze.

„Gejzer to wrogie i niegościnne środowisko. Jednak przypomina prawie kolebkę różnorodności biologicznej” – powiedział dr Boyd, dodając, że w siarkowych, rozgrzanych przez wulkan i wypełnionych dwutlenkiem węgla wodach Old Faithful Thermocrinis jest „szczęśliwy jak małż.”

A co z gejzerami poza naszą rodzimą planetą? Dowody na istnienie gejzerów na pokrytym lodem księżycu oceanicznym Saturna Enceladusie i księżycu Jowisza Europa mogą zapewniać warunki niezbędne do rozwoju drobnoustrojów. Znalezienie dowodów pozaziemskich nie jest aż tak naciągane.

Doktor Davila powiedziała, że ​​odkrycie życia w Old Faithful pomaga astrobiologom lepiej zrozumieć życie w tak ekstremalnych warunkach.

„Fakt, że życie może rozwijać się na Ziemi w takich specyficznych warunkach, mówi nam coś o potencjale biologicznym” miejsc takich jak Enceladus, Europa, a nawet Mars – powiedział.

Chociaż może minąć wiele lat, zanim naukowcy będą mogli dostrzec możliwe dowody życia na tych odległych światach, mamy je tutaj, w domu, w Yellowstone, gdzie według dr Boyda znajduje się połowa z prawie 1000 gejzerów na świecie. Im więcej naukowcy badają gejzery w Yellowstone i innych częściach świata, tym więcej znajdą.

„Założę się, że każdy gejzer, jakiego doświadczymy na Ziemi, będzie sprzyjał życiu mikrobiologicznemu” – powiedział dr Boyd.