Oživili jsme mikroby ze sedimentů starých 100 milionů let

TLDR: Japonská studie extrahovala a oživila staré mikroorganismy ze sedimentů sahajících až do éry dinosaurů. Naznačuje to, že i život závislý na kyslíku může přežívat dlouhá období strádání – ale rovněž to ukazuje, že během nich se mu příliš nedaří. Studie tu.

Najde si cestu?

Erotoman a údajný matematik Jeff Goldblum v Jurském parku pronést památnou větu o tom, že život si najde cestu. Nic jiného nás nemůže napadnout při čtení poslední studie, jejímž autorům se podařilo nejenom extrahovat prastaré sedimenty zespod mořského dna – ale také v nich najít život. Navzdory tomu, že sedimenty byly datovány 101,5 milionů let nazpět, bakterie se v laboratoři podařilo později oživit!

O tom, že mikroorganismy dovedou přežívat leckde, jste nejspíše už mnohokrát slyšeli. Nejrůznější výzkumy demonstrovaly, že mikrobi přežívají v podmínkách pláště kosmické stanice, v hrdle vulkánu a již byli objeveni i hluboko pod mořským dnem. Slovíčko „přežívat“ si ale občas musíme dát do uvozovek. Mikroorganismy samotné sice často extrémní podmínky „přežijí“, ale je znát, že jim nesvědčí.

Bakterie tak často přeruší metabolizaci i dělení a v zásadě se uzavřou do jakési hibernace. Neplatí to vždy a všude, bakteriím přizpůsobením pro nám netypické podmínky (tzv. extremofily) se může dařit více, v závislosti na výkyvech můžou být i běžnější bakterie např. jenom oslabeny, nikoliv „vypnuty“. I pokud ale na onu deaktivaci dojde, bakterie se v případě zlepšení podmínek později můžou zase zaktivovat! Začnou se znovu dělit a metabolizovat tak, jako by se nic nestalo!

A právě to se také stalo v japonském pokusu týmu Yukiho Morona z JAMSTEC (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology) na hlubokomořských sedimentech z doby, kdy Zemi ještě valchovali dinosauři!

Zdroj: CC BY

Život na dně

Vzorky sedimentů samotné byly získány při různých pokusech v průběhu posledního desetiletí v jižním Tichomoří. Celkově nebyly dolovány zase tak hluboko – nejhloubější sonda dosáhla 75 metrů pod mořské dno. Datace 100 milionů let je také jenom jedním z extrémů – nejmladší vzorky měly jenom ubohých 13 milionů let.

Region vědátoři při odběru vzorků vybrali kvůli tomu, že je tu velmi málo fytoplanktonu na mořské hladině. Fytoplankton přitom běžně klesá na dno a může se ukládat právě do sedimentů. Lze tedy říct, že vybraná oblast je sama jakýmsi lakmusovým papírkem jednoho z extrémů – zároveň jde ale také o praktickou výhodu. Díky menšímu poměru sedimentace je třeba pro staré vzorky dosáhnout menší hloubky pod úrovní dna.

Již analýza složení sedimentů byla ale pozoruhodná. Ačkoliv neobsahovaly skoro žádný uhlík, čili potenciální zdroj potravy pro život, obsahovaly určité množství kyslíku. Čili „paliva“ nutného pro fungování organismů. Velmi malé množství uhlíku tu ale přece jenom bylo zakleto ve formě prehistorických mikrobů. Když vědátoři dali vzorky deaktivovaných bakterií do lázní z uhlíku a dusíku, bakterie skoro okamžitě začaly reagovat! Během dalších 68 dnů se prehistorické mikroby vrátily k aktivitě, začaly metabolizovat, a začaly se dělit! Platilo to přitom pro 99 % studovaných bakterií!

Další studium ukázalo, že bakterie jsou vcelku běžný typ života zpracovávajícího kyslík, nejde tedy o žádné extremofilní mikroorganismy. Zdá se, že v sedimentech byly skutečně pohřbeny při formování dané vrstvy před až 100 miliony lety. Skeptičtější čtenáři se možná nyní ozývají s možností kontaminace vzorků, ale tu výzkumníci vyloučili. Vzorků sedimentů bylo jednak vícero z více sond, jednak mezi sedimenty a dnem moře prakticky neexistuje žádná propustnost. Tím je prakticky vyloučena kontaminace jak při odběru, tak i přirozeně skrze výměnu obsahu dna vs. sedimentů. Zdá se tedy, že máme skutečně tu čest s bakteriemi z éry dinošů.

Lokace odběru sedimentů. Zdroj: Y. Morono et al., 2020

Co to znamená?

Výzkumníkům se tak podařilo získat doposud nejstarší studovaný vzorek hlubokomořského života. Japonská studie se ale primárně snažila zjistit, zdali v sedimentech žijí bakterie – na což můžeme minimálně z tohoto pokusu odpovědět jasné: svým způsobem. Ačkoliv totiž bakterie v sedimentaci přímo nežijí, můžou z ní být reaktivovány.

V okamžiku, kdy tak třeba Zemi zničí kometa, podobné sedimenty by měly potenciál znovu kolonizovat povrch! Tedy, přimhouříme-li obě oči a oči (v reálu by totiž Zemi kometa jen tak nezničila, bakterie by taky už nemusely znovu vyvinout komplexní život, za 500 milionů let stejně už komplexní život nebude asi možný a tak dále, a tak dále…).

Mnozí teď možná straší možností, že bakterie z mořského dna nyní „uniknou z laboratoře a všechny nás vyhubí„! Prehistorické bakterie ale nejsou žádní evoluční vetřelci – jejich potomky známe i dnes. Jejich mutace se tedy netřeba obávat o nic moc víc, než toho, že nás všechny moje náhodná mutace nějaké bakterie z dnešní hlíny…

Existuje šance, že v oživení bakterií lze jít ještě dále. Uvnitř smůly z éry Permu byly možná objeveny & oživeny bakterie staré 250 milionů let! Ale daná studie byla méně průkazná co do datace, takže není obecně považována za dostatečně přesvědčivou. Zdá se nicméně, že pokud je možné jít 100 milionů let nazpět, nemělo by být nepředstavitelné, že můžeme jít i dále po ose času.

Jedna z výprav odběrů. Zdroj: IODP JRSO

Půjdeme hlouběji

Krom toho, že nyní víme více o sedimentaci mořského dna, víme ale také víc o tom, jak dlouho můžou deaktivované bakterie přežívat. To zvyšuje šance hypotézy panspermie, tedy toho, že život může být ve vesmíru běžný jev – protože si jeho vzorky planety mezi sebou často předávají! Ale to je už téma pro jiný článek.

Nicméně, přesto lze v nynější studii najít jedno „ale“. Zdá se, že sedimenty rovněž demonstrují kritický význam povrchu naší planety (čímž teď myslím i dno oceánu) jako zdroje potravy. Skutečnost, že sedimenty nedostávaly žádný další zdroj uhlíku, daná relativní nepropustnostní dna, byla zřejmě zásadním důvodem k deaktivaci mikrobů. Jinými slovy: bez životního koloběhu tady nahoře, vydatně poháněného Sluncem i vulkanismem, je život odsouzen častokrát přinejlepším k hibernaci.

Něco jako samostatně fungují biom, který jsme našli u hydrotermálních průduchů na dně moře, jsme zkrátka pod povrchem Země ještě nenašli. Možná bude zkrátka nutno jít ještě hlouběji, abychom zjistili, zdali si život skutečně najde cestu.

[Ladislav Loukota]

A když už jsme u těch oceánů…

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Diskuze

Reklama