Mélyen a tengerfenék alatt, körülbelül 100 millió éves üledékes kőzetrétegekben tudósok olyan mikrobiális közösségeket fedeztek fel, amelyeknek sikerült túlélniük a szélsőséges tápanyaghiány körülményei között. A laboratóriumban, élelemmel és megfelelő környezettel ellátva, ezek az ősi mikroorganizmusok "felébredtek" szunnyadó állapotukból, és elkezdték az anyagcserét és a szaporodást.
Tudósok felfedezték, hogy a tengerfenék alatt élő mikrobaközösségek több mint 100 millió évig képesek túlélni a kőzetüledékekben, méghozzá kétségbeejtően kevés tápanyaggal. Miután egy laboratóriumban megfelelő körülményeket teremtettek számukra, az ősi mikrobák képesek voltak felébredni „hibernációjukból”, hogy újra anyagcserét folytassanak és szaporodjanak.
A 2020 júliusában megjelent tanulmány szerint a Japán Tenger- és Földtudományi és Technológiai Ügynökség (JAMSTEC), valamint a Rhode Island-i Egyetem kutatói úgy jutottak hozzá ezekhez a mikrobákhoz, hogy a Csendes-óceán déli részén, közel 5700 méterrel a tengerszint alatt, majd további 75 méterrel a tengerfenék alól vettek üledékmintákat.
A mikrobiális életet finoman hangolt laboratóriumi technikákkal sikerült újraéleszteni. Miután izotópokkal jelölt szénnel és nitrogénnel dúsított tápanyagokkal inkubálták őket, 10 héten belül az izotópok megjelentek a mikrobákban. Ez egyértelműen bizonyította, hogy az organizmusok anyagcsere szempontjából aktív állapotba kerültek, sőt, még táplálkozásra és osztódásra is képesek voltak.
„Ezek a legősibb mikrobák, amelyeket tengeri környezetből valaha felélesztettek” – nyilatkozta még 2020-ban az IFLScience-nek Steven D'Hondt, a tanulmány szerzője, a Rhode Island-i Egyetem óceánográfus professzora. „Néhány mikroba még 100 millió évnyi éhezés után is képes növekedni, szaporodni és sokféle anyagcsere-tevékenységet folytatni, amint visszakerül a felszíni világba” – tette hozzá.
A mikrobaközösségek réges-régen rekedtek a tengerfenék alatt, miután az úgynevezett „tengeri hó” (az óceán felszínéről folyamatosan süllyedő szerves törmelék), por és egyéb részecskék alkotta üledékrétegek maguk alá temették őket. A vizsgálatban szereplő üledékréteg nagyjából 13 és 101,5 millió évvel ezelőtti időszakban rakódott le.
Ha az üledék a megfelelő körülmények között képződik, az oxigén még éppen le tud hatolni ezekbe a mélységekbe, de más anyag már aligha. Ez arra utal, hogy a mikrobaközösségek mindvégig egy helyben maradtak. Bár a réteg valóban tartalmaz oxigént, szerves anyagból (például szénből) rendkívül kevés van benne, így az élet számára hihetetlenül zord környezetnek számít.
Az inkubált laboratóriumi körülmények között a mikrobák egy része gyorsan reagált: a 68 napos inkubáció alatt számuk több mint tízezerszeresére (négy nagyságrenddel) nőtt. Még a legősibb, 101,5 millió éves üledékben is megfigyelték, hogy a mikrobák felvették az izotópokat, és a sejtszámuk is megemelkedett.
A legtöbb szervezet aerób baktériumnak bizonyult, ami azt jelenti, hogy az életben maradásukhoz és a növekedésükhöz oxigénre van szükségük. Tekintettel a tápanyagok extrém hiányára abban a mélységben, valószínű, hogy ezek a mikrobák lelassították a „biológiai órájukat”, és egy rendkívül lomha életre rendezkedtek be, nagyon lassú anyagcserével és szinte észrevehetetlen evolúciós sebességgel – írta ai IFLScience.
„Úgy gondoljuk, hogy a közösség 100 millió éve él odalent, de hogy ez hány generációt jelent, azt nem tudjuk. Mivel a tengerfenék alatti üledékben élő mikrobák esetében a számított energiaáramlás éppen csak a sejtek molekuláris szintű javítási folyamataihoz elegendő, a generációk száma felfoghatatlanul alacsony lehet” – magyarázta D'Hondt professzor.
