На первый взгляд, там, кажется, очень не происходит в грязи, похороненной на 30 метров ниже морского дна Тихого океана. Но этот древний навоз, не имевший свежего выстрела еды или солнечного света со дней динозавров, все еще питает жизнь — если едва-едва.
Ученые обнаружили, что глубоководные микробные сообщества, похороненные в течение 86 миллионов лет, все еще потребляют кислород, хотя под чрезвычайно низкие проценты. Эти микроорганизмы, восполняющие существование в замедленном движении, показывают, как мало оно берет для поддержки жизни на нашей собственной планете, и потенциально на других.
Микроорганизмы, такие как бактерии являются самыми многочисленными организмами на Земле, и приблизительно 90% из них живут в отложениях, похороненных под морским дном. Для взятия пика в этой микроскопической жизни в ее природной среде бригада ученых включая Ханса Роя, микробиолога в Орхусском университете в Дании, путешествовала к тропическим водам Тихого океана. Там, они собрали грязь с морского дна, растущего в течение миллионов лет как гигантский слоеный торт, поскольку более новые отложения складывают поверх более старых.
Ученые запихнули большую металлическую трубу 30 метров в морское дно и использовали поршень для высасывания длинной колонки красноватой глины. После перевозки осадка на борту, они исследовали ядро с подобным игле датчиком для измерения концентрации кислорода в каждом слое. Исследователи знали, сколько кислорода должно было распространиться вниз в каждый раздел осадка от морской воды, таким образом, любой «недостающий» кислород означал, что микроорганизмы потребляли его.
Перемещение глубже через ядро походит на движение назад своевременно, изучая более старые и более старые сообщества микроорганизмов. «Мы можем использовать Тихий океан в качестве естественного эксперимента, бежавшего в течение 86 миллионов лет», говорит Рой.В большинстве мест в океанах в мире микроорганизмы потребляют весь кислород, который меньше чем 10 сантиметров в осадок и ниже той глубины переключают на использование других составов для дыхания. Однако в колонке грязи от Северной Тихоокеанской Спирали, область в 1 000 километров к северу от Гавайев, исследователи обнаружили кислород, простирающийся вниз к 28 метрам, потому что микробное сообщество было слишком редко для потребления всего этого.
Немного микроорганизмов упорствуют в этом регионе, назвал «океанскую пустыню». Его кристаллин, бедные питательным веществом воды поддерживают скудные количества плавания, микроскопические морские водоросли, которыми питаются микроорганизмы, как только морские водоросли умирают. Поскольку меньше чем миллиметр осадка накапливается каждые 1000 лет, несколько морских водорослей, падающих на морское дно, главным образом потребляются, прежде чем они будут похоронены.
То, что перенесено, делает его глубоко под поверхностью и поддерживает скудную популяцию микроорганизмов, которая является слишком малочисленной для истощения всего кислорода. Ученым нужен газ для тихого присутствования в осадке для фактического измерения микробовых темпов потребления кислорода. Таким образом ядро из Северного Тихого океана обеспечило редкую возможность оценить основные показатели жизнедеятельности старых, глубоких сообществ микроорганизма.
Ученые обнаружили, что микроорганизмы могут существовать на отходах долго похороненного органического материала, потому что они потребляют его вместе с кислородом чрезвычайно медленно. Те, которые живут ниже 20 метров в отложениях Северной Тихоокеанской Спирали, потребляют кислород при ставке 0,001 микромоли кислорода за литр осадка в год, сообщает бригада онлайн сегодня в Науке. При этом уровне микроорганизмы в 1 кубическом метре осадка заняли бы приблизительно 10 лет для потребления суммы кислорода использование среднего человека в одном дыхании, говорят Тори Хоехлер, biogeochemist в НАСА Научно-исследовательский центр Эймса в Области Moffett в Калифорнии, не вовлеченный в исследование.Хоехлер говорит, что исследование могло сообщить поиску жизни о других планетах.
После определения, имеет ли окружающая среда достаточно воды для поддержки живых организмов, он говорит, «эти виды исследований действительно обращаются к следующему важному вопросу: Есть ли достаточно еды для них для проживания?» Понимание требований жизни для энергии является ключевым для определения потенциала для жизни вне Земли, говорит Хоехлер. «Они сделали значительный шаг в показе нас, на основе наших собственных окружающих сред, каковы те требования».Результаты также дают Рою оценку для жизни здесь на Земле: «Я считаю его столь захватывающим, что Вы можете взять кубический метр грязи и затем сохранить ее в течение 86 миллионов лет и того, что я все еще жил в ней».