Különleges baktériumok a Föld mélyén

Közel három kilométerrel a felszín alatt, a kőzetekben élő bakteriális közösségre bukkant egy nemzetközi kutatócsoport. Ebben a mélységben már olyan szélsőséges körülmények uralkodnak, amilyenek talán az ősi Földön voltak jellemzők.

A kivételes tulajdonságokkal rendelkező, izolált baktériumközösséget a híres dél-afrikai aranylelőhely, Witwatersrand egyik bányájának közelében, 2,8 kilométerrel a felszín alatt fedezték fel. Az expedíciót Tullis Onstott professzor, a Princeton Egyetem (New Jersey, USA) szakembere vezette, aki évek óta foglalkozik asztrobiológiai kutatásokkal.

Ez az első ismert bakteriális közösség, amely a táplálkozásához szükséges hidrogén és kén megszerezése szempontjából kizárólag geológiai folyamatoktól függ. A különféle radioaktív anyagok (főképp a tórium, az urán és a kálium) bomlása következtében a kőzetek repedéseiben, pórusaiban lévő vízből ugyanis hidrogén és oxigén keletkezik, a kéntartalmú ásványokból pedig különféle kénvegyületek (például szulfátok) szabadulnak fel. Ezek az élőlények az így kialakuló hidrogén- és szulfátforrás segítségével lélegeznek. Hasonló fajok más égitesteken, például a Marson is létezhetnek, a felszíni viszonyoktól függetlenül.

A kutatók azt is megállapították, hogy az újonnan felfedezett baktériumok az úgynevezett Firmicutes törzs távoli rokonai. (A Firmicutes törzs legismertebb képviselői a Lactobacillus-, Mycoplasma-, Bacillus-, Clostridium- és Heliobacterium-fajok.) A törzs több képviselője él extrém környezetben, például hőforrásokban és erősen savas kémhatású vizekben.

A baktériumok számára életközeget jelentő víz további különlegessége, hogy a felszíni vizekkel valószínűleg egyáltalán nincs kapcsolata. Mindez azt jelenti, hogy ez a baktériumflóra a Föld felszínétől tökéletesen elszigetelten él - az első becslések alapján 3-25 millió éve. Ez azt is jelenti, hogy fotoszintézisből származó anyagcsere-termék legalább ennyi idő óta nincs a rendszerben.

A Föld három kilométeres mélységében nem csak a fokozott radioaktivitással kell szembenézniük a baktériumoknak, hanem a borzasztó forrósággal (100 méterenként átlagosan három fokkal nő a hőmérséklet) és a hatalmas nyomással is. Ezek a körülmények (a nagy nyomás kivételével) talán az ősi Föld felszínén is jellemzőek voltak. Nem kizárt, hogy a Földön - körülbelül 3,5 milliárd évvel ezelőtt - ilyen környezeti hatások mellett jelentek meg az első baktériumok. A most felfedezett csoport további vizsgálata tehát akár az élet eredetének titkaihoz is közelebb vihet bennünket. Ehhez azonban helyben kell kialakítani egy laboratóriumot, mert a felszínen nem tudják életben tartani a kivételes hatásokhoz alkalmazkodott szervezeteket.

Az ilyen, extrém környezeti hatásokhoz alkalmazkodott élőlények (ún. extremofil fajok) tanulmányozása azért is fontos, mert más, a földihez képest szélsőségesebb égitesteken is megpróbálhatunk hozzájuk hasonló szervezeteket keresni a jövőben.