Magnetotaktičke bakterije, poznate po svojoj sposobnosti usklađivanja sa Zemljinim magnetskim poljem, pronađene su na iznenađujućoj novoj lokaciji duboko ispod površine oceana. Dok su te bakterije prije bile opažene na kopnu i u plitkim vodama, znanstvenici su sada otkrili da uspijevaju u hidrotermalnim izvorima na dnu oceana. To otkriće sugerira da magnetotaktičke bakterije mogu preživjeti u okruženjima koja nisu idealna za njihove uobičajene potrebe.
Osim njihove uloge u Zemljinom ekosustavu, ove bakterije imaju značajnu ulogu u potrazi za izvanzemaljskim životom, budući da dokazi o njihovom postojanju mogu postojati unutar stijena milijardama godina. Dodatno, njihove magnetske inklinacije mogu poslužiti kao povijesni zapis pomicanja magnetskih polova. Otkriće znanstvenika potaknulo je nadu među drugim znanstvenicima da bi se magnetotaktičke bakterije mogle pronaći na neočekivanim lokacijama na Zemlji, a možda čak i na Marsu ili drugim svemirskim tijelima.
Sličnosti sa određenim fiktivnim superzlikovcem
Slično fiktivnom liku Magnetu iz Marvel Comicsa, magnetotaktičke bakterije posjeduju jedinstvenu sposobnost da "osjete" Zemljino magnetsko polje. Ti mikroorganizmi sadrže magnetosome, koji su kristali željeza okruženi membranom. Ti se magnetosomi usklađuju sa Zemljinim magnetskim poljem, učinkovito usmjeravajući bakterije poput kompasa. Takvo poravnanje uzrokuje da bakterije putuju duž linija Zemljinog magnetskog polja, idući prema sjeveru ili jugu.
Kao dio svog životnog ciklusa, navedene bakterije igraju vitalnu ulogu u biogeokemijskom kruženju bitnih elemenata kao što su ugljik, dušik i fosfor u prirodi. Dok su opsežna istraživanja provedena na kopnu i u plitkoj vodi, proučavanje magnetotaktičkih bakterija u dubokoj vodi predstavlja izazov zbog poteškoća povezanih sa sakupljanjem uzoraka.
Otkriće u hidrotermalnom izvoru na dnu oceana
U rujnu 2012. istraživački tim, uključujući znanstvenike sa Sveučilišta u Tokiju, krenuo je u oceansku ekspediciju do južnog Marijanskog korita u zapadnom Tihom oceanu. Koristeći daljinski upravljano podvodno vozilo nazvano HYPER-DOLPHIN, izvukli su "dimnjak" iz hidrotermalnog otvora koji se nalazi 2787 metara ispod vode.
Hidrotermalni otvori nastaju kada morska voda procuri u podzemlje i postane pregrijana magmom, dosežući temperature do 400 stupnjeva Celzija. Zagrijana voda zatim se diže natrag na površinu, taložeći minerale i metale u ocean, na kraju formirajući dimnjake koji pružaju toplo i hranjivim tvarima bogato stanište za različite jedinstvene oblike života.
Otkrili smo magnetotaktičke bakterije koje žive na dimnjaku, što nismo očekivali. Zbog oblika dimnjaka, nedostaje mu jasan vertikalni kemijski gradijent kao ove bakterije obično preferiraju, kaže Yohey Suzuki, izvanredni profesor s Fakulteta znanosti na Sveučilištu u Tokiju.
Bakterije koje smo prikupili uglavnom su sadržavale magnetosome u obliku 'metka', koje doživljavamo kao 'primitivni' oblik i stoga zaključujemo da su ostale relativno nepromijenjene tisućljećima. Doista, okoliš u kojem smo ih pronašli nalikuje ranoj Zemlji prije otprilike 3,5 milijardi godina, što je procijenjeno vrijeme nastanka pretka magnetotaktičkih bakterija, pojašnjava nadalje Suzuki.
Kako bi prikupili bakterije, istraživači su koristili magnet duž ruba dimnjaka. Naknadno ispitivanje genetskih podataka otkrilo je povezanost s bakterijom Nitrospinae, poznatom po svojoj ključnoj ulozi u fiksaciji ugljika u dubokom morskom okruženju, ali koja prethodno nije bila povezana s magnetotaktičkim skupinama bakterija.
Ti otvori nisu fascinantni samo kao rodno mjesto jedinstvenog podvodnog života, već služe i kao potencijalni analozi za izvanzemaljska staništa. Okruženje, u kojem smo uzeli uzorke bakterija, nalikuje onome za što vjerujemo da je bio Mars dok je tekuća voda još uvijek postojala na njegovoj površini, prije otprilike 3 milijarde godina, kaže Suzuki, naglašavajući važnost hidrotermalnih otvora na oceanskom dnu. Istraživanje vezano za otkriće navedenih bakterija u hidrotermalnom izvoru na dnu oceana objavljeno je u časopisu Frontiers in Microbiology.
Fosilizirani ostaci magnetskih čestica pronađenih u magnetotaktičkim bakterijama, poznati kao magnetofosili, mogu se sačuvati unutar stijena milijardama godina. Ti magnetofosili pružaju vrijedan uvid u drevnu geomagnetsku povijest i obećavajući su kandidati u potrazi za izvanzemaljskim životom.
"Nadamo se da ćemo ih pronaći izvan Zemlje"
Godine 1996. marsovski meteorit Allan Hills 84001, za koji se procjenjuje da je star oko 3,6 milijardi godina, privukao je svjetsku pozornost zbog očitog sadržaja fosila željeznih kristala koji nalikuju bakterijskom životu. Iako se ova tvrdnja od tada suočava s širokom raspravom, Suzuki se i dalje nada budućim otkrićima.
Magnetotaktičke bakterije nude tragove za ranu diverzifikaciju bakterija i nadamo se da ćemo ih pronaći izvan Zemlje, možda na Marsu ili ledenim mjesecima. Trenutno je naš fokus na traženju daljnjih dokaza o njihovoj prisutnosti u različitim vrstama i godinama stijene na Zemlji gdje se prije nije vjerovalo da postoje, poručuje na kraju japanski znanstvenik.
Izvor: The Univeristy of Tokyo
