Pustynia Atakama w północnym Chile to jedno z najbardziej suchych, a jednocześnie najbardziej nieprzyjaznych miejsc na świecie. Ciągnie się aż przez 900 km, a w niektórych jej rejonach deszcz padał po raz ostatni na początku XX wieku. Wyższe formy życia są prawie całkowicie nieobecne, ale wyjątkowo sucha gleba, bogata w sole i siarczany, jest siedliskiem bakterii.
Czytaj też: Atakama zakwitła feerią barw. Zaczynamy rozumieć, jak i po co dochodzi do tego fenomenu
Uważa się, że pierwsze 80 cm gleby jest możliwym schronieniem przed ostrym światłem UV i miejscem, w którym może znajdować się woda. Ale co z głębszymi warstwami? Naukowcy z GFZ-Potsdam pod kierunkiem dr Dirka Wagnera starali się rozszerzyć wiedzę na temat fauny i flory pustyni na świat położony głęboko pod powierzchnią. Autorzy opracowali nowatorską metodę ekstrakcji, która gwarantuje, że pobrane DNA pochodzi z żywych organizmów. Wyniki opublikowano w czasopiśmie PNAS Nexus.
Ukryte bakterie pod powierzchnią pustyni Atakama
Naukowcy postanowili pobrać próbki z doliny Yungay, jednego z najsuchszych miejsc w niezwykle suchym jądrze pustyni. W innych miejscach minerały – gips czy anhydryt – zwykle znajdują się blisko powierzchni, w górnych warstwach gleby, ok. 50 cm, podczas gdy tutaj znajdują się na głębokości ok. 2 m. Gips zawiera wodę, a anhydryt nie, ale ten drugi przekształca się w gips pod wpływem wody.
Czytaj też: Najbardziej suche miejsce na świecie to nie Atakama. Deszczu tam nie było od milionów lat
Podczas kopania pod powierzchnią na głębokość 4,2 m badacze natknęli się na nagromadzenia soli w postaci gipsu, anhydrytu i halitu, a także kationów (sodu, wapnia) oraz anionów (siarczan, azotan, chlorek).
Dr Dirk Wagner mówi:
Górna połowa profilu aż do głębokości 184 cm składała się głównie z osadów mulistych z przerywanymi cienkimi warstwami piasku. Na głębokości od 184 do 230 cm osad zmienił się w grubszą strukturę, obejmującą piasek i kamyki. Poniżej 230 cm profil zawierał zestalone ziarna wielkości żwiru lub bruku.
Uczeni wykorzystali analizę DNA pochodzącego od bezkręgowców (iDNA) i porównali ją z analizą geochemiczną – dyfrakcją rentgenowską i chromatografią jonową – w celu zbadania mikrobiologii pod powierzchnią. Sekwencjonowanie genów ujawniło mnóstwo różnorodnych grup drobnoustrojów w różnych warstwach.
Większość sekwencji przypisano bakteriom, a ok. 0,5 proc. stanowiły archeony – jednokomórkowe mikroorganizmy o strukturze podobnej do bakterii, ale różniące się ewolucyjnie. Uważa się, że archeony stanowią starożytną grupę bakterii i eukariontów. Dominowały trzy grupy bakterii, odpowiadające za ponad 90 proc. sekwencji genetycznych: Actinobacteria, Firmicutes i Proteobacteria.
W najwyższych osadach o głębokości 2-5 cm Actinobacteria stanowiły 95 proc. drobnoustrojów. Firmicutes także były obecne, wahającą się od 47 proc. na głębokości 40 cm do 93 proc. na głębokości 30 cm. Mniejszą względną liczebność Firmicutes (34 proc.) zaobserwowano jedynie na głębokości 70 cm, a poniżej 200 cm były praktycznie nieobecne. W najgłębszych warstwach zbiorowiska drobnoustrojów były zdominowane przez promieniowanie aż do głębokości 4,2 m. Rozmieszczenie Proteobacteria było dość równomierne w całym profilu.
Naukowcy sugerują, że odkryta przez nich społeczność drobnoustrojów mogła skolonizować glebę “wcześnie”, zanim została pogrzebana pod osadami. Może to oznaczać, że nieznana wcześniej biosfera rozciąga się w dół na nieskończoną odległość pod niezwykle suchymi pustynnymi glebami.
Dr Dirk Wagner podsumowuje:
Chociaż gips może nie być wszechobecny pod powierzchnią wszystkich pustyń, obecność tej podpowierzchniowej niszy może wskazywać, że globalna różnorodność pustyń była dotychczas niedoceniana i że w danych okolicznościach zbiorowość podpowierzchniowa może przetrwać w najgłębszych warstwach najsuchszych miejsc na Ziemi. To badanie niesie ze sobą ważne implikacje dla poszukiwań ekstremofilnego życia poza Ziemią.
NASA używa pustyni Atakama jako zastępczej dla Marsa, a na Czerwonej Planecie również znajdują się złoża gipsu. To może być cenna wskazówka dla poszukiwania życia pozaziemskiego w naszym najbliższym sąsiedztwie.