Zombiföld: mikrobák hihetetlen világa rejtőzködik több kilométerrel a Föld alatt
Vannak helyek, ahol elég szerves anyag van – gyakran megkövesedett szénhidrátok – a heterotrofikus mikrobák támogatására. Ezekben az esetekben az oxigént nitrátokkal, szulfátokkal vagy fémionokkal helyettesítik, és számos hulladékanyagot produkálnak más mikrobák táplálására. De a leggyakoribb mélységi életforma az autotrófia, vagyis a saját táplálék előállítása. A föld alatt a mikrobák magát a sziklát használják energiaforrásnak. Az intenzív hőség és nyomás alatt végbemenő kémiai folyamatok energia-gazdag szervetlen molekulákat hoznak létre, amelyeket a mikrobák feltörhetnek, hogy energiát nyerjenek belőlük. Ezeket gyűjtőnéven kemolitrófoknak nevezik, szó szerint „kémiai sziklaevőket” jelent.
Szinte minden szervetlen vegyületet fel lehet használni energiaforrásnak, de a legfontosabb a hidrogén. Ez a sziklák és a víz közötti számtalan reakcióból, de Föld háttérsugárzásától lebomló vízből és a tektonikus tevékenység által összetört szilikátsziklákból is létrejöhet.
A hidrogénevők is termelnek olyan hulladékanyagokat, amelyeket más mikrobák elfogyaszthatnak. A felszín alatti ökoszisztéma így összetett tápláléklánccá szerveződik a primér termelőktől a hulladékból táplálkozókig. És vannak csúcsragadozók is, néha mikroba-evő többsejtű férgek is.
E környezetben természetesen lassú az életritmus. „Egyes helyeken az élet kevesebb energiával marad fenn, mint amennyit el tudunk képzelni – mondja Lloyd – úgy gondolom, ez megváltoztatja a biológia működéséről alkotott véleményünket. Inkább a geológiai ritmusokra és folyamatokra kell figyelnünk, mint arra a gyors időtartamra, amely szerint a felszíni világ látszólag működik.” Ráadásul itt egy ősi ökoszisztémáról van szó, azon kevesek egyikéről, amelyet az emberek még nem alakítottak át mélyrehatóan.
Mivel az ilyen körülmények között zajló élethez nagy anyagcsere-kreativitás szükséges, e mikrobák nagy része új a tudomány számára. Mitch Sogin, a Deep Carbon társelnöke szerint az sem kizárt, hogy az élet egészen új területe vár felfedezésre. A lap emlékeztet arra, hogy amikor a biológusok 1977-ben felfedezték az archeónokat, a földi élet fája nagyobb revízióra szorult. Lehet, hogy hamarosan újabb forradalom következik be.
A sokféleségük földrajzi megoszlású is. Miként a felszínen, itt is van egy maroknyi globális fajta, de többségük helyhez kötött, életük pedig a környezettől és a hozzáférhető energiaforrásoktól függ.
A legnagyobb a különbség a szárazföldi és a tengeri környezet között van – mondja Magnabosco. A tengeri üledékek valamennyire mind hasonlóak, valószínűleg azért, vízzel átitatottak, míg a szárazföldiek a sziklatípustól függenek. Más és más mikroba-közösség telepedik meg a gránitban, bazaltban, homokkőben, anyagban, és mindegyiknél más anyagcsere-típus játszódik le. Egyes régiók gazdagok és termékenyek, mint az Amazonas, mások pedig sivatagosak, alig néhány fajtával. „Egyes ökoszisztémákban csak egyfajta organizmus van, mintha földön kívüli lenne” – mondja Hazen.
Ráadásul ezek a rendszerek teljesen elkülönülhetnek az általunk ismert élettől. Ez azért is lehetséges, mert a mélységi élet bioszférája több helyütt is önmagában működik, semmilyen kapcsolata nincsen a felszíni élettel.
Éppen ezért az a feltételezés is kísérti a kutatókat, hogy az elszigetelt földalatti ökorendszerek egy „második genézisből” származnak, vagyis, hogy az ottani élet a felszínitől függetlenül keletkezett. Ez azonban nem látszik valószínűnek, mert a megismert mikrobák ugyanazzal a genetikai kóddal és biokémiával rendelkeznek, mint a föld felettiek, tehát közös őstől származnak – mondja Hazen.
Az azonban nem zárható ki, hogy az élet a föld alatt kezdődött és aztán terjedt el a felszínen. Lloyd szerint a felszíni reakciók teremtették meg minden biomolekula számára az élethez szükséges feltételeket.
Mindennek óriási hatása lehet az asztrobiológia számára. A naprendszer tele van olyan égitestekkel, amelyeknek a Földhöz hasonló felszín alatti rétegei vannak. Ha van élet a föld alatt – és fenn maradt közel 4 milliárd éven keresztül – miért ne lehetne a Marson, vagy más sziklás bolygókon, akár olyanokon is, amelyeket nem ér napfény?
Tullis Onstott, a princetoni egyetem geomikrobiológusa éppen a Mars egyes körzeteire irányítaná rá a figyelmet, ahol a felszín alatti körülmények nagyon hasonlóak a Föld hasonló, mélységi élettel teli helyeihez.
És mivel a Mars felszínén valamikor olyan körülmények uralkodtak, amelyek alkalmasak voltak az életre, elképzelhető, hogy az előlények a körülmények változásával a felszín alá menekültek.
A NASA Mars 2020-as küldetése során terveznek fúrásokat a bolygón, hogy életjeleket találjanak, de nem elég mélyre ahhoz, hogy elérjék a felszín alatti bioszférát. Éppen ezért meg kell várni egy következő Mars-utazást, amelyre már vélhetően embereket is küldenek, hogy e kérdésre választ kapjunk – mondja Onstott, aki szerint azonban nem szabad megállni a Marsnál. „Mindenütt, ahol elég meleg van ahhoz, hogy folyékony környezetet teremtsen a mélyben, találhatunk életet. Mehetünk a Merkúrra, a Hold déli sarkvidékeire, vagy a Plutóra. Vannak, akik szerint a Ceresen is lehet élet”.
