Penyelidik Princeton telah menemui koloni bakteria yang hidup lebih dari 3 km (2 batu) di bawah tanah. Dengan mencari kehidupan dalam keadaan yang melampau ini, para saintis memperluas pemahaman mereka tentang jenis kebiasaan apa yang dapat menyokong kehidupan.
Kumpulan penyelidikan yang diketuai oleh Princeton telah menemui komuniti bakteria terpencil hampir dua batu di bawah tanah yang memperoleh seluruh tenaganya dari peluruhan batuan radioaktif dan bukan dari cahaya matahari. Menurut anggota pasukan, penemuan itu menunjukkan bahawa kehidupan mungkin wujud dalam keadaan yang sangat melampau bahkan di dunia lain.
Komuniti bakteria mandiri, yang tumbuh subur di dalam air tanah kaya nutrien yang terdapat di dekat lombong emas Afrika Selatan, telah terpencil dari permukaan Bumi selama beberapa juta tahun. Ia mewakili kumpulan mikroba pertama yang diketahui bergantung sepenuhnya pada sebatian hidrogen dan sulfur yang dihasilkan secara geologi untuk khasiat. Keadaan ekstrem di mana bakteria hidup mirip dengan Bumi awal, berpotensi memberikan gambaran mengenai sifat organisma yang hidup lama sebelum planet kita mempunyai atmosfer oksigen.
Para saintis, yang berasal dari sembilan institusi berkolaborasi, harus menggali 2.8 kilometer di bawah permukaan dunia kita untuk mencari mikroba yang tidak biasa ini, yang membawa para saintis kepada spekulasi mereka bahawa kehidupan boleh wujud dalam keadaan serupa di tempat lain di tata surya.
"Apa yang benar-benar membuat jus saya mengalir adalah kemungkinan hidup di bawah permukaan Marikh," kata Tullis Onstott, seorang profesor geosains Universiti Princeton dan pemimpin pasukan penyelidikan. "Bakteria ini telah terputus dari permukaan Bumi selama berjuta-juta tahun, tetapi telah berkembang dalam keadaan yang kebanyakan organisma akan menganggapnya tidak ramah bagi kehidupan. Mungkinkah komuniti bakteria ini dapat bertahan tanpa mengira apa yang berlaku di permukaan? Sekiranya demikian, ini menimbulkan kemungkinan organisma dapat bertahan walaupun di planet yang permukaannya telah lama tidak bernyawa. "
Pasukan Onstott menerbitkan hasilnya dalam jurnal Science edisi 20 Oktober. Kumpulan penyelidikan termasuk penulis pertama Li-Hung Lin, yang melakukan banyak analisis sebagai pelajar doktor di Princeton dan kemudian sebagai penyelidik pasca doktoral di Carnegie Institution.
"Bakteria ini benar-benar unik, dalam arti kata yang paling murni," kata Lin, sekarang di Universiti Taiwan Nasional. "Kami tahu betapa terasingnya bakteria kerana analisis air di mana mereka tinggal menunjukkan bahawa ia sangat tua dan belum dicairkan oleh permukaan air. Selain itu, kami mendapati bahawa hidrokarbon di persekitaran bukan berasal dari organisma hidup, seperti biasa, dan sumber hidrogen yang diperlukan untuk pernafasannya berasal dari penguraian air oleh peluruhan radioaktif uranium, torium dan kalium. "
Oleh kerana air tanah yang diambil sampel tim untuk mencari bakteria berasal dari beberapa sumber yang berbeza, masih sukar untuk menentukan secara spesifik berapa lama bakteria tersebut diasingkan. Pasukan ini menganggarkan jangka waktu antara tiga hingga 25 juta tahun, yang menunjukkan bahawa makhluk hidup lebih mudah disesuaikan daripada yang pernah difikirkan.
"Kami sangat mengejutkan mengenai asal usul, evolusi dan had hidup di Bumi," kata ahli biogeokimia Lisa Pratt, yang memimpin sumbangan Universiti Indiana Bloomington untuk projek itu. "Para saintis baru mulai mempelajari beragam organisma yang tinggal di bahagian terdalam lautan, dan kerak berbatu di Bumi hampir tidak dapat dijelajahi pada kedalaman lebih dari setengah kilometer di bawah permukaan. Organisma yang kita jelaskan dalam makalah ini hidup di dunia yang sama sekali berbeza dengan yang kita ketahui di permukaan. ”
Dunia bawah tanah itu, kata Onstott, adalah kolam air garam yang panas dan bertekanan tanpa bau yang dapat menyebabkan bau sulfur dan gas berbahaya yang tidak dapat disedut oleh manusia. Tetapi bakteria yang baru ditemui, yang berkaitan jauh dengan bahagian mikrob mikro yang terdapat di dekat lubang hidroterma bawah laut, berkembang di sana.
"Radiasi memungkinkan untuk menghasilkan banyak sebatian sulfur yang dapat digunakan bakteria ini sebagai sumber makanan bertenaga tinggi," kata Onstott. "Bagi mereka, seperti memakan kerepek kentang."
Tetapi kedatangan pasukan penyelidik membawa satu bahan ke dalam dunia bawah tanah yang, walaupun penting untuk kelangsungan hidup manusia, terbukti membawa maut kepada mikroba - udara dari permukaan.
"Makhluk ini sepertinya mempunyai masalah nyata dengan terkena oksigen," kata Onstott. "Kita sepertinya tidak membuat mereka tetap hidup setelah kita mencontohnya. Tetapi kerana persekitaran ini sangat mirip dengan Bumi awal, ini memberi kita penanganan tentang jenis makhluk apa yang mungkin ada sebelum kita mempunyai atmosfer oksigen. "
Onstott mengatakan bahawa beratus-ratus juta tahun yang lalu, beberapa bakteria pertama di planet ini mungkin telah berkembang dalam keadaan yang serupa, dan bahawa mikroba yang baru ditemui dapat menjelaskan penyelidikan mengenai asal-usul kehidupan di Bumi.
"Bakteria ini mungkin dekat dengan dasar pokok untuk domain kehidupan bakteria," katanya. "Mereka mungkin berasal dari keturunan. Untuk mengetahuinya, kita perlu membandingkannya dengan organisma lain seperti Firmicutes dan makhluk lain yang suka panas dari lubang laut dalam atau mata air panas. "
Pasukan penyelidik sedang membina makmal kecil 3.8 kilometer di bawah permukaan di wilayah Witwatersrand di Afrika Selatan untuk melakukan kajian lebih lanjut mengenai ekosistem yang baru ditemui, kata Onstott, yang berharap penemuan itu akan berguna ketika penyelidikan ruang angkasa masa depan dihantar untuk mencari kehidupan di planet lain.
"Pertanyaan besar bagi saya adalah, bagaimana makhluk ini dapat bertahan?" Kata Onstott. "Apakah jenis bakteria yang satu ini berevolusi untuk memiliki semua ciri yang diperlukannya untuk bertahan sendiri, atau mereka bekerja dengan spesies bakteria lain? Saya yakin mereka akan mempunyai lebih banyak kejutan untuk kita, dan mereka mungkin akan menunjukkan kepada kita suatu hari bagaimana dan di mana untuk mencari mikroba di tempat lain. "
Pengarang lain karya ini termasuk Johanna Lipmann-Pipke dari GeoForschungsZentrum, Potsdam, Jerman; Erik Boice dari Universiti Indiana; Barbara Sherwood Lollar dari Universiti Toronto; Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen dan Todd Z. DeSantis dari Makmal Nasional Lawrence Berkeley, Berkeley, Calif .; Duane P. Moser dari Institut Penyelidikan Gurun, Las Vegas; dan Dave Kershaw dari Tambang Mponeng, Anglo Gold, Johannesburg, Afrika Selatan.
Pratt dan Onstott telah berkolaborasi selama bertahun-tahun sebagai sebahagian daripada Institut Astrobiologi Indiana-Princeton-Tennessee (IPTAI), sebuah pusat penyelidikan yang dibiayai oleh NASA yang memfokuskan pada merancang instrumen dan probe untuk pengesanan kehidupan di batuan dan air bawah tanah di Bumi semasa merancang eksplorasi bawah permukaan Marikh. Cadangan IPTAI kepada NASA akan menggunakan penemuan yang dibincangkan dalam laporan Sains.
Karya ini juga disokong oleh geran dari National Science Foundation, US Department of Energy, National Science Council of Taiwan, Natural Science and Engineering Research Council of Canada, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) dan Program Killam Fellowships .
Sumber Asal: Siaran Berita Universiti Princeton
