SAN FRANCISCO – Najgłębsze miejsce na planecie może również zawierać wskazówki dotyczące pochodzenia życia na Ziemi.
Odkrycie mat mikrobiologicznych – dziwacznie wyglądających, nitkowatych skupisk mikroorganizmów – żyjących dzięki chemikaliom pochodzącym ze zmienionych skał 35 803 stóp (10 912 metrów) pod powierzchnią Oceanu Spokojnego pochodzi z próbek i filmów zebranych przez bezzałogowy lądownik, część misji reżysera filmowego Jamesa Camerona na dno Rowu Mariańskiego. Naukowcy spekulują, że podobna konfiguracja mogła zapoczątkować chemiczne kroki, które prowadzą do powstania życia na Ziemi, a być może także w innych miejscach w Układzie Słonecznym.
„Myślimy, że ta chemia może być podstawą metabolizmu”, powiedział Kevin Hand, astrobiolog z Jet Propulsion Laboratory (JPL) w Pasadenie, Kalifornia. „To może być motor napędowy, który prowadzi do powstania życia” – powiedział. „Być może nie tylko tutaj, ale również na światach takich jak Europa,” lodowy księżyc Jowisza.
Wyprawa Cameron’s Deepsea Challenger wykonała nurkowania w New Britain Trench i Mariana Trench w południowo-zachodnim Pacyfiku pomiędzy 31 stycznia a 3 kwietnia, z jednym załogowym nurkowaniem w Mariana’s Challenger Deep, ciemnym, płaskim basenie, o którym naukowcy teraz wiedzą, że mieści zaskakujący wachlarz życia. Rzut oka na wyniki ekspedycji zostały zaprezentowane wypełnionej po brzegi publiczności we wtorek (4 grudnia) na dorocznym spotkaniu Amerykańskiej Unii Geofizycznej.
Filmowiec podróżował wewnątrz stalowej kuli otoczonej pianką – nazwanej Deepsea Challenger – zbudowanej tak, by wytrzymać miażdżące ciśnienie pod powierzchnią oceanu. Ekspedycja podróżowała z dwoma bezzałogowymi „lądownikami” – dużymi urządzeniami podnoszonymi nad burtą statku i opuszczanymi na dno morskie. Po dotarciu na dno, przynęta przymocowana do lądownika zwabiła stworzenia dna morskiego do statku, a zestaw instrumentów pobrał próbki, zdjęcia i dane.
Kiedy się wynurzył, Cameron powiedział reporterom, że widok był „ponury” i „wyglądał jak księżyc”. Ale naukowcy, którzy przeanalizowali dane zebrane podczas głębokich nurkowań, zarówno załogowych, jak i bezzałogowych, szybko odkryli, że w najzimniejszym, najciemniejszym morzu istnieje życie.
Zaskakujące, nigdy wcześniej nie widziane stworzenia
Pomimo odkrycia kwitnących mat głębinowych, kilka nowych gatunków przepłynęło obok kamer wysokiej rozdzielczości ekspedycji i do jej rur zbiorczych. Naukowcy analizują teraz bakterie i inne organizmy wydobyte z powrotem na powierzchnię
Ogromne, 7-calowe (17 centymetrów) amfipody, krewetkopodobne skorupiaki, które mogą padać ofiarą powalonych kłód w rowie, zostały uwięzione prawie 7 mil (11 kilometrów) pod powierzchnią w Głębi Challengera i przyciągnięte z powrotem na statek. Testy ujawniają, że stworzenia te zawierają związki, które pomagają tkankom i białkom funkcjonować lepiej w warunkach wysokiego ciśnienia, w tym scyllo-inozytol. Związek ten jest identyczny z lekiem stosowanym w badaniach klinicznych w celu rozbicia blaszek amyloidowych związanych z chorobą Alzheimera, powiedział Doug Bartlett, mikrobiolog ze Scripps Institution of Oceanography na UC San Diego.
Kilka 20 000 mikrobów z rowu jest obecnie zbieranych i będzie poddawanych analizie genetycznej, powiedział. Były tam również liczne ksenofory, gigantyczne ameby, które są jednymi z największych pojedynczych komórek, jakie istnieją.
Czy można pokochać robaka?
Wyspa wypatrzyła również niezwykłe gatunki podczas ćwiczeń w New Britain Trench w pobliżu Papui Nowej Gwinei. Statek podwodny osiągnął wysokość 8200 m (26 900 stóp) podczas najgłębszego nurkowania w rowie 7 marca, powiedział Cameron.
Największy gatunek głębinowego rowu był rodzajem morskiego ogórka zwanego holothurian, Bartlett powiedział. „Zostały one sugerowane w przeszłości do istnienia na tych głębokościach, ale nie filmowane i zgłaszane. Widzieliśmy jeden, który naszym zdaniem może reprezentować nowy gatunek”, powiedział.
Wyższe ściany New Britain, które rozciągają się do głębokości około 12 467 stóp (3,8 km) głębokości, zakotwiczyły setki żołędziowych robaków, głębinowych bezkręgowców, które pozostawiają charakterystyczne spiralne ślady kupy na dnie morskim. „Jeśli nigdy nie myślałeś o kochaniu robaków, to po obejrzeniu tych filmów pokochasz robaki” – powiedział Bartlett.
Klucze do wczesnego życia
Wideo o wysokiej rozdzielczości dostarczyło obrazów z bliska nie tylko najgłębszego życia morskiego na świecie, ale także najstarszego dna morskiego na naszej planecie. Mające 180 milionów lat skały na dnie Rowu Mariańskiego były stopioną lawą, gdy po Ziemi chodziły gigantyczne dinozaury.
Zdjęcia Camerona z Rowu New Britain, pokazane na spotkaniu, mogą być najgłębszymi zdjęciami law poduszkowych, powstałych w wyniku erupcji lawy pod wodą, powiedziała geolog morski Patty Fryer z Uniwersytetu Hawajskiego w Honolulu. W rowie Sirena, gdzie bezzałogowy lądownik zszedł na wysokość 10 900 m (35 761 stóp), badacze nieoczekiwanie odkryli wychodnie chemicznie zmienionych skał zwanych aragonitem, jaszczurką i brucytem, powiedział Hand z JPL.
Mimo, że ramię próbkujące skały lądownika nie działało prawidłowo, Hand później wydedukował skład skał przesiewając kilka ziaren osadu z próbki wody przywiezionej na powierzchnię. „To było dla mnie podobne do powrotu próbki z Marsa,” powiedział. „Choć to niewiele, to było tego dużo, by przeprowadzić świetną analizę. Analiza była bardzo spójna z tym, że widzimy te produkty przemiany,” powiedział.
Karmienie wodorem
Zmieniona skała jest częścią młodszej płyty tektonicznej, leżącej na starożytnym dnie Pacyfiku, powiedział Fryer. Rów Mariański jest strefą subdukcji, gdzie spotykają się dwie ziemskie płyty tektoniczne i jedna z nich wsuwa się pod drugą. Woda przesączająca się przez skały zmienia minerały w procesie zwanym serpentynizacją, uwalniając siarkę, metan i wodór, które mogą być pożywką dla bakterii – zwłaszcza ten ostatni jest „jak wata cukrowa” dla mikrobów, powiedziała Fryer. „Był tam zadziwiająco dziwaczny ekosystem mikrobów zamieszkujący te bloki talusowe”, powiedziała Hand. „Zobaczyć ten rodzaj struktury, ten rodzaj maty w zorganizowanej formie było sporym zaskoczeniem.”
W ostatnich latach naukowcy spekulowali, że wczesne życie na Ziemi powstało 4 miliardy lat temu w strefach subdukcji podobnych do Rowu Mariańskiego. Temperatury w głębokich rowach były niższe, a skały serpentynitowe mogły zapewnić niezbędny chemiczny start.
„Te głębinowe rowy to miejsca, w których życie mogło powstać na Ziemi” – powiedział Cameron. „Te tajemnice muszą zostać rozwikłane. Miejmy nadzieję, że zanurkujemy ponownie.”
Nie ma jeszcze planów na kolejne nurkowanie, ale Cameron powiedział, że statek podwodny i lądownik są sprawne i siedzą w stodole w jego Santa Barbara w Kalifornii. „Pytanie brzmi, skąd będą pochodzić fundusze” – powiedział. „Będę musiał zgromadzić fundusze, aby to zrobić. Mam również to hobby, które robię od czasu do czasu, gdzie robię filmy o Pandorze.”
Ta historia została dostarczona przez OurAmazingPlanet, siostrzaną stronę LiveScience. Skontaktuj się z Becky Oskin pod adresem [email protected]. Śledź ją na Twitterze @beckyoskin. Śledź OurAmazingPlanet na Twitterze @OAPlanet. Jesteśmy również na Facebooku i Google+.
Ostatnie wiadomości