Seltsame Lebensformen, versteckt in alten hawaiianischen Lavahöhlen

Amerikanischen Wissenschaftlern ist es gelungen, eine große Vielfalt einzigartiger Mikrobenarten zu identifizieren, die sich in geothermischen Höhlen, Lavaröhren und vulkanischen Fumarolen auf der Insel Hawaii entwickelt haben. Diese unterirdischen Strukturen entstanden vor 65 bis 800 Jahren und empfangen wenig oder gar kein Sonnenlicht, in Umgebungen, die denen auf dem Mars ähneln.

Neue Forschungsergebnisse, die kürzlich in der Fachzeitschrift Frontiers in Microbiology veröffentlicht wurden und von der Spezialistin Rebecca Prescott von der University of Hawaii in Manoa geleitet wurden, haben eine enorme Entdeckung gemacht unterirdische mikrobielle Gemeinschaft das in alten Lavahöhlen auf Hawaii unter Bedingungen wächst, die für andere Lebensformen unmöglich wären.

Wissenschaftler wissen das Mikroben Sie sind die kleinsten lebenden Organismen auf der Erde und können in fast jedem Winkel unseres Planeten gefunden werden, selbst in den kalten Bedingungen der Lavahöhlen auf Hawaii, wo das Sonnenlicht praktisch nicht hinkommt. Diese Umgebungen ähneln denen, die in zu finden sind Formationen des Mars: Daher könnten sie wichtige Merkmale bei der Suche nach außerirdischem Leben aufdecken.

Die „dunkle Materie“ des Erduntergrunds

Laut einem in Science Alert veröffentlichten Artikel stellen Mikroben nach Pflanzen den größten Teil der Biomasse auf unserem Planeten dar und machen fast die gesamte Biomasse der Welt aus. tiefer Untergrund der Erde. Da diese Organismen jedoch so klein sind und in solch extremen Umgebungen leben, hat die Wissenschaft sie im Laufe der Geschichte nicht so untersucht, wie es der Bedeutung ihrer Auswirkungen auf die terrestrische Umwelt wirklich gebührt.

Obwohl sich diese Situation in den letzten Jahren zu ändern begann, deuten jüngste Schätzungen darauf hin, dass 99,9 % allerMikrobenarten sie bleiben unbekannt. Daher bezeichnen einige Forscher diese gigantische, unentdeckte mikrobielle Gemeinschaft als eine Art „dunkle Materie“, die auf unserem eigenen Planeten verborgen ist.

Auf Hawaii entstanden die untersuchten unterirdischen Strukturen vor etwa 65 bis 800 Jahren: Neben mikrobiellen Matten, die ein häufiges Merkmal dieser Lavahöhlen sind, können sie auch Mineralien und giftige Gase beherbergen. Diese Bedingungen und der minimale Beitrag des Sonnenlichts haben die Entwicklung jedoch nicht verhindert einzigartige Lebensformen: Zwischen 2006 und 2019 gesammelte Proben zeigen keine genetische Übereinstimmung mit zuvor bekannten Gattungen oder Arten.

Die Erscheinungsformen dieser seltsamen Lebensformen weisen je nach Kontext Unterschiede auf. In den ältesten Höhlen, die vor 500 bis 800 Jahren entstanden, waren die Mikrobenpopulationen vielfältiger als an geothermisch aktiven Standorten oder Strukturen, die weniger als 400 Jahre alt sind. Trotzdem werden die jüngsten und aktivsten Websites vorgestellt komplexere mikrobielle Interaktionen und eine größere Tendenz zum Gemeinschaftsleben.

Anpassungsfähigkeit

Forscher gehen davon aus, dass Mikroben Zeit brauchen, um unterirdische Räume zu erobern, aber genau wie sich die Umgebung um sie herum im Laufe der Zeit verändert, ändern sich auch sie. die Struktur ihrer Gemeinschaft verändern. Beispielsweise wurde in den Höhlen, in denen die niedrigsten Temperaturen gemessen werden, festgestellt, dass Proteobakterien und Aktinobakterien häufiger vorkommen.

Andererseits können einige Arten von Bakterien wie z Chloroflexi und Acidobakterien Sie verbreiteten sich in fast allen Räumen, über das Zeitalter der unterirdischen Formationen hinaus. Offenbar scheinen diese Mikroben führende Akteure in Mikroorganismengemeinschaften zu sein und die Rolle zentraler Arten einzunehmen, die dazu bestimmt sind, andere Mikroben zu versammeln.

Ein weiterer entscheidender Aspekt, den Wissenschaftler herausgefunden haben, ist, dass Mikroben der Chloroflexi-Art wahrscheinlich für die Versorgung sorgen können Kohlenstoffquellen in diesen extremen Ökosystemen, indem es die Energie des Sonnenlichts auch bei relativer Dunkelheit nutzt. Die Ergebnisse der Forschung unterstreichen die Notwendigkeit, sich weiter mit der Untersuchung dieser mikrobiellen Gemeinschaften in natürlichen Umgebungen zu befassen, da sie offenbar viel über den Ursprung des Lebens auf der Erde und auf anderen Planeten im Sonnensystem zu sagen haben.

Referenz

Inseln innerhalb von Inseln: Bakterielle phylogenetische Struktur und Konsortien in hawaiianischen Lavahöhlen und Fumarolen. Rebecca D. Prescott et al. Grenzen der Mikrobiologie (2022). DOI:https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.934708

(Eine frühere Version dieses Artikels wurde am 25. Juli 2022 veröffentlicht).