Bakterie mogą żyć miliony lat w osadzie

Bakterie należą do najliczniejszych organizmów na Ziemi, a 90% procent z nich występuje pogrzebanych w osadach na dnie oceanu. Nie od dziś wiadomo, że bakterie wiele zniosą. Okazuje się, że mimo wszystko nie docenialiśmy ich żywotności. W osadach liczących sobie 86 milionów lat, leżących 30 m pod dnem Pacyfiku, znaleziono zespół bakterii tlenowych. I nie były to skamieniałości, lecz bakterie, które wciąż konsumowały tlen. Tyle, że robiły to naprawdę bardzo, bardzo wolno - taki bakteryjny slow-food w ekstremalnym wydaniu. Po prostu, bakterie mogą żyć wiele milionów lat w osadzie.

Osady głębinowych czerwonych iłów oceanicznych wydobyto z dna Pacyfiku w rdzeniu wiertniczym, po czym w każdej z warstw osadu pomierzono czujnikiem zawartość tlenu. Tak zmierzone wartości porównano z modelem dyfuzji tlenu z powierzchni dna wgłąb osadu. Różnica pomiędzy zmierzoną ilością tlenu a tą, która powinno dostać się z oceanu do osadu, to tlen skonsumowany przez bakterie. Oczywiście, im głębiej, tym warstwy są starsze. Tak więc, 30 metrów osadu reprezentowało sporo czasu, 86 mln lat czyli od przełomu koniaku i santonu do dzisiaj (koniak i santon to niższe piętra górnej kredy). 86 mln lat temu w oceanach roiło się od gadów morskich i amonitów, a na lądach panowały dinozaury - zatem było to naprawdę dawno temu.

Na podstawie wcześniejszych badań stwierdzono, że bakterie tlenowe dość szybko zużywają tlen w osadzie i ich populacja z reguły nie sięga głębiej niż 10 cm. Poniżej rozwija się świat bakterii beztlenowych.

W przypadku osadów wydobytych z dna Pacyfiku mamy do czynienia z wyjątkową sytuacją (Roy et al., 2012). Bakterie tlenowe nie były w stanie skonsumować całego tlenu zawartego w osadzie i wciąż w nim żyją, kilkadziesiąt metrów poniżej dna. Po pierwsze dlatego, że jest ich niewiele, po drugie dlatego, że zużywają bardzo niewiele tlenu.

Środowisko oceaniczne, w którym zachowały się te zespoły bakterii cechuje się bardzo wolnym tempem przyrostu osadów. To taka oceaniczna pustynia, uboga w składniki pokarmowe, stąd produkcja organiczna w kolumnie wody jest niewielka, a do lądu daleko, więc mało co spada na dno. Osadu przybywa około 1 mm na 1000 lat. Jeśli już coś żywego spadnie, to jest tego naprawdę mało. Dlatego też w osadzie może zachować się niezużyty tlen, który będzie pożywką dla bakterii przez wiele pokoleń. Jak wiele? Okazuje się, że bardzo, bardzo wiele.

Miejsce pobrania rdzenia w płn. Pacyfiku cechuje się bardzo niską produkcją organiczną - fioletowe barwy. Jest to cecha typowa dla wielkich wirów oceanicznych na Pacyfiku (ang. gyre) (fig. SEAWiFS)

Oczywiście, ważne jest też tempo zużycia tlenu przez bakterie żyjące w osadzie. Wyliczono, że te żyjące 20 m pod dnem zużywają 0,001 mikromola tlenu na litr osadu w ciągu roku. W takim tempie 1 metr sześcienny osadu dostarcza bakteriom w ciągu 10 lat tyle tlenu, ile człowiek zużywa w jednym oddechu. Zatem gdybyśmy byli taką bakterią, oddychalibyśmy mniej więcej raz na 10 lat.

Jak przystało na artykuł w Science wszystko kończy się dywagacjami na temat życia pozaziemskiego. Wiadomo, tak wytrzymałe bakterie mogą się utrzymać np. pod powierzchnią gruntu marsjańskiego przez szmat czasu, więc moglibyśmy je sobie stamtąd przywieźć. Lub wysłać tam ziemskie bakterie, niech kolonizują Wszechświat.

Zastanawiam się tylko, ile te bakterie mają naprawdę lat? Czy nie dostały się przypadkiem do tego osadu znacznie później?

Źródła:
Roy, H., Kallmeyer, J., Adhikari, R., Pockalny, R., Jorgensen, B., & D'Hondt, S. (2012). Aerobic Microbial Respiration in 86-Million-Year-Old Deep-Sea Red Clay Science, 336 (6083), 922-925 DOI: 10.1126/science.1219424

fot. w nagłówku: Analiza rdzenia wiertniczego (domena publiczna)

Posted in: ekologia,ewolucja,holocen,kreda,paleontologia,woda,Ziemia