Τι κρύβουν οι «πισίνες θανάτου» της Ερυθράς Θάλασσας: Μικρόβια επιβιώνουν χωρίς οξυγόνο σε βάθος 1.770 μέτρων (vid)
- Μικροοργανισμοί σε ένα από τα πιο ακραία περιβάλλοντα
- Μια «νεκρή» πισίνα που κράτησε τα ίχνη της
- Τι σχέση έχουν όλα αυτά με τη ζωή πριν από το οξυγόνο
Μπορεί να μοιάζουν με υποβρύχιες λίμνες, όμως οι λεγόμενες πισίνες άλμης (brine pools) στον πυθμένα της Ερυθράς Θάλασσας αποτελούν από τα πιο ακραία περιβάλλοντα που έχουν μελετήσει οι επιστήμονες.
Σε νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο AGU Advances, ερευνητές εξέτασαν μια ενεργή πισίνα άλμης στον Κόλπο της Άκαμπα, σε βάθος 1.770 μέτρων, αλλά και ένα δεύτερο, πλέον ανενεργό σύστημα σε βάθος 1.370 μέτρων στη βόρεια Ερυθρά Θάλασσα. Τα ευρήματα δείχνουν ότι οι μικροοργανισμοί μπορούν να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη συγκέντρωση μετάλλων στα ιζήματα.
Μικροοργανισμοί σε ένα από τα πιο ακραία περιβάλλοντα
Οι πισίνες άλμης είναι περιοχές στον πυθμένα της θάλασσας όπου συσσωρεύεται εξαιρετικά αλμυρό νερό. Είναι σκοτεινές και χωρίς οξυγόνο, συνθήκες που κάνουν την επιβίωση των περισσότερων οργανισμών ιδιαίτερα δύσκολη. Ωστόσο, γύρω από την ενεργή πισίνα NEOM, στον Αραγονέζικο Βυθό (Aragonese Deep) του Κόλπου της Άκαμπα, οι ερευνητές εντόπισαν μεγάλες κοινότητες μικροοργανισμών που μπορούν να ζουν σε αυτές τις ακραίες συνθήκες, μεταξύ των οποίων βακτήρια και μια διαφορετική ομάδα μικροοργανισμών που ονομάζεται αρχαία (Archaea).
Η συγκεκριμένη πισίνα ανακαλύφθηκε κατά τη διάρκεια ερευνητικής αποστολής του OceanXplorer το 2020 και βρίσκεται σε βάθος 1.770 μέτρων. Η ίδια η πισίνα καλύπτει περίπου 10.000 τετραγωνικά μέτρα και περιβάλλεται από μικρότερες «λιμνούλες» άλμης. Η ομάδα μελέτησε το γενετικό υλικό των μικροοργανισμών, καθώς και τη δραστηριότητά τους, για να διαπιστώσει πώς επιβιώνουν σε ένα περιβάλλον χωρίς οξυγόνο.
Ένα από τα σημαντικότερα ευρήματα αφορά τη χημική σύσταση των ιζημάτων. Στην ενεργή πισίνα NEOM, αλλά και στην αρχαία πισίνα του Hume Deep, οι ερευνητές εντόπισαν σημαντικό εμπλουτισμό σε σίδηρο, κάλιο, μαγγάνιο, χαλκό και μολυβδαίνιο. Στην οργανική ύλη των ιζημάτων, το μαγγάνιο παρουσίαζε εμπλουτισμό από 60 έως 117 φορές σε σχέση με τα δείγματα από τον κανονικό πυθμένα. Για τον σίδηρο οι τιμές έφταναν έως και 41 φορές, για τον χαλκό έως 48 φορές και για το μολυβδαίνιο έως 41 φορές. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι μικροοργανισμοί συμβάλλουν στην απομάκρυνση και συγκέντρωση αυτών των στοιχείων από την άλμη και στη μεταφορά τους στα ιζήματα. Με άλλα λόγια, οι μικροοργανισμοί δεν φαίνεται απλώς να επιβιώνουν σε αυτό το ακραίο περιβάλλον, αλλά μπορούν να επηρεάζουν τη χημική σύσταση του πυθμένα.
Μια «νεκρή» πισίνα που κράτησε τα ίχνη της
Το δεύτερο σημείο που μελέτησε η ομάδα βρίσκεται στο Hume Deep, στη βόρεια Ερυθρά Θάλασσα, κοντά στη χερσόνησο Midyan. Σε αντίθεση με την πισίνα NEOM, το Hume Deep δεν περιέχει πλέον άλμη. Οι ερευνητές, όμως, βρήκαν μια σειρά από ενδείξεις ότι στο παρελθόν υπήρχε εκεί μια ενεργή πισίνα άλμης. Στον πυθμένα υπάρχει μια κοιλότητα που περιβάλλεται από αποχρωματισμένα ιζήματα, παρόμοια με εκείνα που περιβάλλουν τη σημερινή ενεργή πισίνα NEOM. Παράλληλα, στον πυθμένα βρέθηκε μεγάλη συγκέντρωση από σκελετικά κατάλοιπα θαλάσσιων οργανισμών.
Οι επιστήμονες αναφέρουν ότι τέτοιες πισίνες λειτουργούν σαν «παγίδες» για οργανικά κατάλοιπα. Όταν ένας οργανισμός εισέλθει στην ανοξική άλμη, μπορεί να πεθάνει από ασφυξία, ενώ τα οστά και τα κελύφη του συσσωρεύονται στον πυθμένα και διατηρούνται. Για να προσδιορίσουν πότε υπήρχε άλμη στο Hume Deep, οι ερευνητές ανέλυσαν 14 σκελετούς εχινοειδών με τη μέθοδο χρονολόγησης ουρανίου-θορίου. Οι ηλικίες τους κυμαίνονταν από περίπου 1.990 έως 16.170 χρόνια πριν από σήμερα.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η περιοχή φιλοξενούσε άλμη για τουλάχιστον ένα μέρος αυτής της χρονικής περιόδου. Οι επιστήμονες, ωστόσο, επισημαίνουν ότι τα δεδομένα δεν επιτρέπουν να καθοριστεί αν η πισίνα παρέμεινε συνεχώς ενεργή ή αν γέμιζε και άδειαζε επανειλημμένα. Η μελέτη καταλήγει ότι οι πισίνες άλμης της Ερυθράς Θάλασσας μπορεί να είναι εφήμερα γεωλογικά χαρακτηριστικά, τα οποία δημιουργούνται και εξαφανίζονται σε χρονικές κλίμακες χιλιάδων ετών.
Τι σχέση έχουν όλα αυτά με τη ζωή πριν από το οξυγόνο
Το εύρημα αποκτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον επειδή οι ερευνητές προσπαθούν να κατανοήσουν πώς μπορούσε να λειτουργεί η ζωή στη Γη πριν η ατμόσφαιρα αποκτήσει τα σημερινά επίπεδα οξυγόνου. Η μεγάλη αύξηση του ατμοσφαιρικού οξυγόνου συνδέεται συνήθως με τη Μεγάλη Οξυγονική Γεγονότητα, περίπου πριν από 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια. Οι σημερινές πισίνες άλμης δεν αποτελούν απόδειξη για το πώς ακριβώς ξεκίνησε η ζωή. Προσφέρουν όμως ένα φυσικό εργαστήριο για τη μελέτη μικροοργανισμών που ζουν χωρίς οξυγόνο και χρησιμοποιούν διαφορετικές χημικές διεργασίες για να αποκτήσουν ενέργεια. Μάλιστα, οι αναλύσεις έδειξαν μικροοργανισμούς που μπορούν να συμμετέχουν στην οξείδωση του μαγγανίου, μια διαδικασία που ενδέχεται να αποτελεί πηγή ενέργειας σε τέτοια περιβάλλοντα.
Ένα από τα σημαντικότερα συμπεράσματα της έρευνας είναι ότι η δράση των μικροοργανισμών μπορεί να αφήσει πίσω της χημικά ίχνη ακόμη και όταν η ίδια η ζωή έχει εξαφανιστεί από ένα περιβάλλον. Στην περίπτωση του Hume Deep, η άλμη έχει πλέον χαθεί, όμως τα ιζήματα εξακολουθούν να παρουσιάζουν παρόμοιο εμπλουτισμό μετάλλων με την ενεργή πισίνα NEOM. Αυτό δημιουργεί ένα πιθανό «παράθυρο» προς το γεωλογικό παρελθόν: αν οι επιστήμονες εντοπίσουν αντίστοιχα μοτίβα εμπλουτισμού σε πολύ παλαιότερα πετρώματα, θα μπορούσαν να εξετάσουν αν αυτά συνδέονται με αρχαία μικροβιακή δραστηριότητα. Οι ίδιοι οι ερευνητές, πάντως, τονίζουν ότι τα ευρήματα δεν αποδεικνύουν ότι η ζωή ξεκίνησε στις πισίνες άλμης. Δείχνουν ότι τέτοια περιβάλλοντα μπορούν να διατηρούν χημικά και βιολογικά ίχνη που βοηθούν στην αναζήτηση στοιχείων για τη ζωή σε πολύ παλαιότερες εποχές της Γης.
