عام

الميكروبات الموجودة تحت الأرض تكاد تكون خالدة

في الشهر الماضي ، مرصد الكربون العميقأعلنت حقيقة مذهلة: كتلة الميكروبات التي تعيش تحت سطح الأرض تتراوح ما بين 15 إلى 23 مليار طن من الكربون ، أي حوالي 245-385 ضعف كتلة الكربون لجميع البشر. هذا مذهل بعد كل شيء ، لم يمض وقت طويل حتى قبل أن نشتبه في أن الحياة كانت ممكنة تحت الأرض. ومع ذلك ، وراء كل هذا ، لم تصبح التفاصيل على الفور ملحوظة ، الأمر الذي يثير الدهشة والإثارة أكثر من كتلة الحياة السرية: عصرها.

كيف تحقق الخلود؟ اسأل الميكروبات

في أواخر العشرينات من القرن العشرين ، بدأ عالم يدعى تشارلز ليبمان ، وهو أستاذ بجامعة كاليفورنيا في بيركلي ، يشك في وجود بكتيريا في الأحجار. لا البكتيريا الأحفورية. العيش.

انه انعكس على حقيقة أن البكتيريا في بلدهيمكن إعادة إنعاش المختبرات بعد 40 عامًا في التربة الجافة في زجاجات مغلقة. إذا استطاعوا البقاء على قيد الحياة لمدة أربعة عقود ، فهل هناك حدود؟

كان الفحم مثل حجر ناضج للاختبار ، نمت من الطين المستنقع. بدأ في سحق قطع الفحم لمعرفة ما إذا كان أي شيء يمكن أن ينبت من الغبار. يمكن.

بعد خلط غبار الفحم في الماء المعقم ، وبعد أسبوعين أو ثلاثة أسابيع ، رأى شيئًا مشابهًا للبكتيريا. وضعه في حلول مع peptone ، طعام البكتيريا ، وقال انه تسريع وقت الإنعاش إلى خمس ساعات.

ما الغريب ، اكتشف أن هذه الفترةالإماهة في السائل لمدة يومين كانت ضرورية للشفاء. إذا كان الفحم المسحوق قد تم ترطيبه ، ولكن بعد ذلك تم وضعه فورًا على أجار الطعام ، على غرار الجيلاتين ، في طبق بتري ، فلن ينمو شيء.

بالطبع ، شمل ليبمان الاحتياطاتلضمان عدم وجود ملوثات تسبب النمو. تضمنت إجراءاته الوحشية المتعلقة بتنظيف وتعقيم القطع المكسورة مسبقًا التنظيف والنقع والخبز والضغط على قطع الفحم لعدة ساعات أو أيام قبل الطحن. في الواقع ، وجد أن تسخين العينة لعدة ساعات عند 160 درجة مئوية لا يؤدي أبداً إلى تدمير البكتيريا الموجودة داخل الفحم. في أي حال ، حتى شجعهم. وكلما طال أمدهم - لمدة تصل إلى 50 ساعة لا تصدق - كان يبدو أنهم ينموون عندما تحطم الفحم. (إذا كانت نتائجها حقيقية ، فقد لا تكون مفاجئة جدًا ، نظرًا للظروف التي يتم فيها إنشاء الفحم).

ليبمان لم يصدق أن البكتيريا هومصنوعة من الفحم ، وكانت على قيد الحياة في نفس المعنى الذي البكتيريا على قيد الحياة في الأمعاء. بالأحرى ، اعتقد أنه خلال عملية تكوين الفحم جفت البكتيريا ودخلت مرحلة التجميد.

"... الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الفحم هي في الواقعوكتب في مجلة علم الجراثيم: "إنهم ناجون ، سُجِنوا بالفحم أثناء تكوينه من مادة ربما كانت في الأصل غنية جدًا بالكائنات الحية الدقيقة ، لأنها تبدو مثل الخث". "أعتقد أن جراثيم عرضية أو مرحلة مستقرة مماثلة من بقية الكائنات الحية الدقيقة المنتشرة حول كتل الفحم قد شهدت تقلبات الوقت والظروف وحافظت على طابع حيوي ، والقدرة على التحول إلى كائن حي النباتية والقدرة على التكاثر في ظروف مواتية."

نحن نسمي هذه الحالة المجففة anhydrobios ، وفي هذه الحالة يمكن للحركة البطيئة أن تصمد أمام فراغ الفضاء وقصف الإشعاع.

جاء فحم ليبمان من ويلز وبنسلفانيا ، حيث تم استخراج جزء منه على عمق 900 متر. ألهم الفحم في بنسلفانيا اسم فترة جيولوجية فرعية كاملة - بنسفيل.

عمره 300 مليون سنة على الأقل.

كان 1931. ربما يعتقد زملاؤه أن ليبمان كان مجنونًا. لكن هنا ، في عام 2019 ، يبدو أنه من غير المرجح أن يكون مجنونًا. قد لا تكون أقدم الكائنات الحية في العالم مثقوبة بأشجار الصنوبر وليس الأسلاف القديمة ، ولكن الميكروبات الصغيرة المحصورة في الصخور الصخرية تحت السطح ، والغرض منها هو عدم النمو أو التكاثر ، ولكن مجرد خداع الموت.

المزيد والمزيد من الأعمال الحديثةعشر سنوات ، أظهر أن البكتيريا التي تعيش - والكثير منها في حالة رطبة ونشطة - في الرواسب ، وفي الصخور ، وفي الجيوب والشقوق الموجودة تحت الأرض ، هي بيانات قديمة.

على سبيل المثال ، في أوائل 2000s ، والعلماءوجد أن معدل تنفس الميكروبات في طبقات المياه الجوفية والرواسب كان أقل بكثير من معدل الميكروبات الموجودة على السطح. تم قياس معدل دوران الكتلة الحيوية - الوقت الذي يستغرقه استبدال الجزيئات في الخلية - من مئات إلى آلاف السنين.

"نحن لا نعرف ما إذا كانت الميكروبات تتكاثر في هذهكتب فريدريك كويل وستيفن دي هوندت في بيئات تحت الأرض بمثل هذا المعدل البطيء لدوران الكتلة الأحيائية ، في مراجعة 2013 Nature and Extent للغلاف الحيوي العميق ، "أو العيش دون تقسيم ملايين وعشرات الملايين من السنين".

في عام 2017 ، ظهر عمل في PNAS ، فيهلقد تبين أنه على بعد كيلومترين تحت قاع المحيط الهادئ قبالة ساحل اليابان ، في رواسب الفحم والصخر الزيتي من عمر 5 إلى 30 مليون عام ، تم العثور على كثافة منخفضة من البكتيريا (على الرغم من أن "منخفض" لا يزال يصل إلى 50-2000 خلية لكل سنتيمتر مكعب).

وهم لا يزالون نشطين ، وإن كان ببطء شديد ،كنا نعيش. تباينت مدة جيلهم من أشهر إلى أكثر من 100 عام. ولكن ربما كان هذا التقدير أقل من قيمتها. تتراوح مدة توليد الإشريكية القولونية في المختبر من 15 إلى 20 دقيقة.

في دراسة الميكروبات التي تعيش في أعماق البحارتوصلت الرواسب البحرية في جنوب المحيط الهادئ ، 2018 ، المنشورة في الجيولوجيا الحيوية ، إلى أن اللياقة في مثل هذه الرواسب ليست في حالة نمو ، بل في البقاء على قيد الحياة. وخلص الباحثون إلى أن المصدر الوحيد للغذاء لهذه الميكروبات هو أنهم دفنوا معهم. كانت كمية الكربون التي يستخدمونها للصيانة والإصلاحات خلال العام 2٪ فقط من محتوى الكربون في الخلية.

"حقيقة وجود خلايا ميكروبية سليمة في هذا الموطن القديم لها آثار ملحوظة على مقاومة هذه الكائنات الحية" ، يكتب المؤلفون.

في نماذج أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم التي تحاكي الكثيرمليون سنة ، بعد أربعة ملايين سنة ، توقفت جميع الخلايا عن النمو. لقد استثمروا بكل الموارد التي يمكنهم إيجادها لدعم عمل الذبيحة القديمة.

متى يمكن أن تستمر هذه اللعبة مع صفرجائزة المال؟ هل ينتهي الجراثيم؟ هل سيتخذون شكلًا ذابلًا ومجمدًا ، مثل الشكل الذي اكتشفه ليبمان؟ أم أنها تتطلب شروطًا خاصة؟

الأدلة تتراكم ذلكالبكتيريا المحرومة من المواد الغذائية والمسنين ليست "زومبي جرثومي". على العكس من ذلك ، فقد أظهرت العديد من الدراسات أنه عندما توضع الميكروبات العميقة تحت الأرض في بيئة أكثر اعتدالًا ، فإنها تظهر بسرعة.

بشكل عام ، هذه النتائج لا تبدو واضحة.مثير للسخرية ، بالنظر إلى أن الميكروبات المدفونة في أعماق سطح الأرض محمية من الإشعاع الكوني - بطبقات سميكة من الماء والرواسب والصخور. لا يمكن اختراق الميونات الموجودة في الإشعاع الكوني الذي يصل إلى سطح الأرض سوى بضع عشرات من الأمتار من الصخور. هذا الإشعاع يشع باستمرار الحمض النووي للكائنات الحية التي تعيش على السطح ، مما يؤدي إلى طفرة.

فرضيات panspermia أن الحياة قد شغلهاكان السفر عن طريق المشي لمسافات طويلة داخل الكويكبات إلى الكون دائمًا شيء خارق للطبيعة. لكن هذه النتائج ، إلى جانب الإدراك الأخير بأن الحياة يمكن أن تظهر على الأرض تقريبًا تقريبًا ، مع تكوين الكوكب ، تجبرنا على إعادة النظر في هذا الموقف. على الرغم من أن المساحة ضخمة ، إلا أن الحياة سوف تجد طريقها.

تلخيص ، يمكننا أن نقول أن القشرةإنها تبدو رديئة مع البكتيريا القديمة الخاملة المتوقفة في وضع توفير الطاقة وجاهزة للحياة في أي لحظة. ولكن أي نوع من الحياة! عهود قضى في الدفن في مصفوفة مظلمة بلا تهوية وصامتة ، بالكاد الأكل ، بالكاد تتنفس ، بالكاد تتحرك ، تعيش بالكاد. لكن لم يمت.

إذا كان تشارلز ليبمان على حق ، على كوكبناهناك أيضًا خلايا بكتيرية بدأت الحياة قبل 50 مليون عام من ظهور الديناصورات ، والتي قد تبدأ بالانقسام مرة أخرى غدًا. إنه لالتقاط الأنفاس.

ومع ذلك ، فإن ثمن الخلود العملي هو البقاء في سجن تحت الأرض.

موافق ، لا يختلف كثيرا عن دفن الناس.

إذا كنت لا تريد تفويت التحديثات المتعلقة بالموضوع ، فلا تنس الاشتراك في قناتنا.