SAN FRANCISCO – De diepste plek op aarde kan ook aanwijzingen bevatten voor de oorsprong van het leven op aarde.
De ontdekking van microbiële matten – bizar uitziende, draadachtige klompjes micro-organismen – die leven van chemicaliën uit veranderde rotsen 35.803 voet (10.912 meter) onder het oppervlak van de Stille Oceaan is afkomstig van monsters en videobeelden die zijn verzameld door een onbemand landingsschip, dat deel uitmaakt van de missie van filmregisseur James Cameron naar de bodem van de Mariana Trench. Onderzoekers hebben gespeculeerd dat een soortgelijke opstelling de chemische stappen kan hebben aangewakkerd die leiden tot leven op aarde, en mogelijk elders in het zonnestelsel.
“We denken dat deze chemie de wortels kan zijn voor metabolisme,” zei Kevin Hand, een astrobioloog aan het Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Calif. “Het zou de motor kunnen zijn die leidt tot het ontstaan van leven,” zei hij. “Misschien niet alleen hier, maar ook op werelden als Europa, een ijzige maan van Jupiter.
Cameron’s Deepsea Challenger expeditie maakte tussen 31 januari en 3 april duiken naar de New Britain Trench en de Mariana Trench in het zuidwesten van de Stille Oceaan, met één bemande duik naar de Mariana’s Challenger Deep, de donkere, vlakke poel waarvan wetenschappers nu weten dat er een verrassende reeks leven in huist. De resultaten van de expeditie werden dinsdag (4 december) tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de American Geophysical Union gepresenteerd aan een volle zaal.
De filmmaker reisde in een stalen bol omhuld door schuim – de Deepsea Challenger genoemd – die is gebouwd om de verpletterende druk onder het oppervlak van de oceaan te weerstaan. De expeditie reisde met twee onbemande zeebodem “landers” – grote constructies die over de zijkant van een schip werden gehesen en op de zeebodem werden gedropt. Eenmaal op de bodem, lokte aas dat aan de lander was bevestigd zeedieren naar het vaartuig, en een reeks instrumenten nam monsters, foto’s en gegevens.
Toen hij tevoorschijn kwam, vertelde Cameron verslaggevers dat het uitzicht “somber” was en “op de maan leek”. Maar wetenschappers die de gegevens onderzochten die waren verzameld tijdens de diepe duiken, zowel bemand als onbemand, ontdekten al snel dat er leven was in de koudste, donkerste zee.
Bizarre, nooit eerder geziene wezens
Naast de ontdekking van bloeiende diepzeematten, zwommen verschillende nieuwe soorten langs de high-definition camera’s van de expeditie en in de verzamelbuizen. Wetenschappers analyseren nu bacteriën en andere organismen die naar de oppervlakte zijn gebracht.
Ruime, 17 centimeter lange amfipoden, een garnaalachtig schaaldier dat in de geul gevallen boomstammen opeet, werden op bijna 11 kilometer onder de oppervlakte in Challenger Deep gevangen en naar het schip teruggebracht. Uit tests is gebleken dat de dieren verbindingen bevatten die weefsels en eiwitten helpen beter te functioneren bij hoge druk, waaronder scyllo-inositol. De stof is identiek aan een geneesmiddel dat in klinische proeven wordt gebruikt om de amyloïde plaques af te breken die in verband worden gebracht met de ziekte van Alzheimer, zei Doug Bartlett, een microbioloog aan het Scripps Institution of Oceanography van UC San Diego.
Zowat 20.000 microben uit de geul worden uitgezocht en zullen een genetische analyse ondergaan, zei hij. Er waren ook grote aantallen xenofyoforen, een reuzenamoebe die tot de grootste afzonderlijke cellen behoort die er bestaan.
Zou je van een worm kunnen houden?
De expeditie heeft ook ongewone soorten gespot tijdens oefenvaarten in de New Britain Trench bij Papoea-Nieuw-Guinea. De duikboot bereikte een diepte van 8.200 meter bij zijn diepste duik in de geul op 7 maart, aldus Cameron.
De grootste soort van de diepzee geul was een soort zeekomkommer genaamd een holothurian, zei Bartlett. “Ze zijn in het verleden geïmpliceerd om te bestaan op deze diepten, maar niet gefilmd en gerapporteerd. We zagen er een waarvan we denken dat het een nieuwe soort zou kunnen vertegenwoordigen,” zei hij.
De hoger gelegen wanden van New Britain, die zich uitstrekken tot een diepte van ongeveer 12.467 voet (3,8 km) diepte, verankerden honderden eikelwormen, een diepzee ongewerveld dier dat kenmerkende spiraalvormige sporen van poep achterlaat op de zeebodem. “Als je er nog nooit aan hebt gedacht van wormen te houden, als je deze video’s hebt gezien, zou je van wormen houden,” zei Bartlett.
Aanleidingen naar het vroege leven
De high-definition video leverde close-up beelden op van niet alleen ’s werelds diepste zeeleven, maar ook van de oudste zeebodem van de planeet. De 180 miljoen jaar oude rotsen op de bodem van de Marianagoot waren gesmolten lava toen reusachtige dinosauriërs op aarde rondzwierven.
Camerons beelden van de New Britain Trench, die op de bijeenkomst werden getoond, zijn misschien wel de diepste die ooit zijn gemaakt van kussenlava, die wordt gevormd wanneer lava onder water tot uitbarsting komt, aldus marien geoloog Patty Fryer van de University of Hawaii in Honolulu. En in de Sirena Trench, waar een onbemande lander een afdaling maakte tot 10.900 meter, ontdekten onderzoekers onverwachts ontsluitingen van chemisch veranderd gesteente, genaamd aragoniet, lizardiet en bruciet, aldus JPL’s Hand.
Hoewel de gesteentemonsteringsarm van de lander niet goed functioneerde, leidde Hand later de samenstelling van het gesteente af door het zeven van een paar korrels sediment van een watermonster dat naar de oppervlakte was gebracht. “Het leek op de terugkeer van een Marsmonster voor mij,” zei hij. “Hoewel het niet veel is, was het genoeg om een aantal geweldige analyses te doen. De analyse was zeer consistent met het zien van die veranderingsproducten,” zei hij.
Voeden op waterstof
Het veranderde gesteente is onderdeel van de jongere tektonische plaat die de oude Pacifische zeebodem bedekt, zei Fryer. De Marianagoot is een subductiezone, waar twee tektonische platen van de aarde elkaar raken en de ene onder de andere schuift. Water dat omhoog sijpelt door de rotsen verandert de mineralen door een proces dat serpentinisatie wordt genoemd, waarbij zwavel, methaan en waterstof vrijkomen, die bacteriën kunnen voeden – vooral het laatste is “als suikerspin” voor microben, zei ze.
De ontsluiting was gedeeltelijk bedekt door een paar meter dikke, filamentachtige organische matten. “Er was een verbazingwekkend bizar microbieel ecosysteem dat deze talusblokken bevolkte,” zei Hand. “Om dit soort structuur, dit soort matten in georganiseerde vorm te zien, was nogal een verrassing.”
In de afgelopen jaren hebben onderzoekers gespeculeerd dat het vroege leven op aarde 4 miljard jaar geleden ontstond in subductiezones vergelijkbaar met de Mariana Trench. De temperaturen waren koeler in de diepe geulen, en serpentijngesteenten kunnen voor de nodige chemische opstart hebben gezorgd.
“Deze diepzeegeulen zijn plaatsen waar het leven op aarde zou kunnen zijn ontstaan,” zei Cameron. “Deze mysteries moeten worden ontrafeld. Hopelijk gaan we nog een keer duiken.”
Er zijn nog geen plannen voor een nieuwe duik, maar Cameron zei dat de duikboot en de landers operationeel zijn en in een schuur op zijn landgoed in Santa Barbara, Californië, staan. “De vraag is waar de financiering vandaan gaat komen,” zei hij. “Ik moet het geld bij elkaar zien te krijgen om het te doen. Ik heb ook nog een hobby waarbij ik af en toe filmpjes maak over Pandora.”
Dit verhaal werd verzorgd door OurAmazingPlanet, een zustersite van LiveScience. Bereik Becky Oskin op [email protected]. Volg haar op Twitter @beckyoskin. Volg OurAmazingPlanet op Twitter @OAPlanet. We zijn ook te vinden op Facebook en Google+.
Recent news