Οι πτυχώσεις σε βράχους μεγάλου βάθους πιθανότατα σχηματίστηκαν από χημειοσυνθετικά μικρόβια και όχι μόνο από φυσικές διεργασίες, ανατρέποντας τις υποθέσεις για τα αρχαία οικοσυστήματα.
Το 2016, η γεωλόγος Rowan Martindale έκανε πεζοπορία σε μια πλαγιά στο Μαρόκο, όταν παρατήρησε κάτι ασυνήθιστο: Μια πλάκα ιζηματογενούς πετρώματος με μια ρυτιδωμένη επιφάνεια που έμοιαζε με δέρμα ελέφαντα.
Γεωλογικές ασυμφωνίες: Μικροβιακά ίχνη εκεί που δεν θα έπρεπε να υπάρχουν
Κοίταξε τις πτυχώσεις και σκέφτηκε: «Αυτές δεν θα έπρεπε να βρίσκονται σε τέτοιου είδους πετρώματα. Τι στο καλό συμβαίνει εδώ;» δήλωσε η Martindale, αναπληρώτρια καθηγήτρια στη Σχολή Γεωεπιστημών Jackson του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Όστιν.
Οι υφές των πετρωμάτων μπορούν να αποκαλύψουν τις διεργασίες που τα διαμόρφωσαν με την πάροδο του χρόνου.
Για τη Martindale, τα μοτίβα έμοιαζαν με κλασικά απολιθώματα μικροβιακών στρωμάτων, διατηρώντας μια πυκνή κοινότητα βακτηρίων που έζησαν πριν από περισσότερα από 180 εκατομμύρια χρόνια, κατά την Πρώιμη Ιουρασική περίοδο.
Μικροβιακά απολιθώματα σε ένα απροσδόκητο περιβάλλον
Κατά τη διάρκεια των μεταπτυχιακών της σπουδών, είχε δει πολλά παραδείγματα παρόμοιων υφών μέσω φωτογραφιών και δειγμάτων, χάρη σε έναν συνάδελφο που μελετούσε μικροβιακά απολιθώματα της Πρώιμης Τριαδικής περιόδου.
Ωστόσο, υπήρχε μια σημαντική ασυνέπεια: η περιβάλλουσα γεωλογία δεν ταίριαζε με τις προσδοκίες.
Το ίζημα που περιείχε τις πτυχώσεις προερχόταν από περιβάλλον βαθέος ωκεανού, περίπου 183 μέτρα κάτω από την επιφάνεια. Αντίθετα με την κρατούσα επιστημονική άποψη ότι τέτοιες μικροβιακές δομές σχηματίζονται μόνο σε ρηχά νερά με ηλιακό φως, η νέα ανακάλυψη δείχνει σχηματισμό σε βαθύτερα, σκοτεινά περιβάλλοντα.
Αμφισβητώντας τις θεωρίες περί κατολισθήσεων για τις ρυτιδωμένες υφές
Σε περιβάλλοντα βαθέων υδάτων, τέτοιες υφές συνήθως αποδίδονται σε σημάδια που αφήνουν οι υποθαλάσσιες κατολισθήσεις, οι οποίες αναδιαμορφώνουν τα ιζήματα σε ράχες και αυλακώσεις. Η Martindale δεν πείστηκε. Τα μοτίβα που είδε έμοιαζαν ξεκάθαρα βιολογικά.
«Ήταν μια από εκείνες τις στιγμές που, ξέροντας τι ακριβώς να ψάξω και έχοντας αυτή την ‘εικόνα αναζήτησης’ για τις δομές ρυτίδωσης στο μυαλό μου, με έκανε να θέλω να σταματήσω και να εμβαθύνω σε αυτό», δήλωσε η ίδια.
Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Geology, η Martindale και οι συνεργάτες της παρουσιάζουν μια νέα εξήγηση που συνδέει τις γεωλογικές διεργασίες με τη βιολογία.
Υποστηρίζουν ότι, αν και μια κατολίσθηση δεν δημιούργησε απευθείας τις πτυχώσεις, πιθανότατα μετέφερε θρεπτικά συστατικά στον πυθμένα της θάλασσας, επιτρέποντας την ανάπτυξη μικροβίων.
Νέα θεωρία: Οι κατολισθήσεις επιτρέπουν τη δημιουργία χημειοσυνθετικών μικροβιακών στρωμάτων
Οι ερευνητές προτείνουν ότι οι πτυχώσεις σχηματίστηκαν από μικροβιακά στρώματα που βασίστηκαν σε θρεπτικά συστατικά τα οποία μεταφέρθηκαν στα βαθιά ύδατα από την κατολίσθηση, αντί για το ηλιακό φως.
Αυτή η στρατηγική παραγωγής ενέργειας, γνωστή ως χημειοσύνθεση, ενδέχεται επίσης να επέτρεψε στα μικρόβια να απελευθερώσουν τοξικές θειούχες ενώσεις, οι οποίες απέτρεπαν την προσέγγιση άλλων θαλάσσιων οργανισμών.
Παρόμοιες κοινότητες υπάρχουν και σήμερα στους βαθείς ωκεανούς.
Για παράδειγμα, μικροβιακά στρώματα αναπτύσσονται συχνά πάνω σε κουφάρια φαλαινών που βυθίζονται στον πυθμένα, δημιουργώντας πλούσια σε θρεπτικά συστατικά και βραχύβια οικοσυστήματα που δημιουργούνται από πτώματα φαλαινών (whale fall).
Τα μικρόβια των βαθιών ωκεανών αναδιαμορφώνουν την κατανόηση των αρχαίων πτυχώσεων
Ο Jake Bailey, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα που μελετά πώς τα μικρόβια επηρεάζουν τα συστήματα της Γης, δήλωσε ότι τα ευρήματα αμφισβητούν την ιδέα ότι όλες οι αρχαίες δομές ρυτίδωσης προέρχονται από έναν μόνο τύπο μικροβιακής ζωής.
«Στην εποχή μας, ορισμένα από τα μεγαλύτερα μικροβιακά οικοσυστήματα του πλανήτη μας βρίσκονται στον σκοτεινό ωκεανό», δήλωσε ο Bailey, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα.
«Η παρούσα έρευνα δείχνει ότι ορισμένες αρχαίες ιζηματογενείς δομές μπορεί να καταγράφουν την παρουσία αυτών των χημειοπαρατροφικών οργανισμών και όχι των φωτοτροφικών (οργανισμών που χρειάζονται το ηλιακό φως για να παράγουν ενέργεια)».
Νέες γνώσεις για τα απολιθώματα και ένα απροσδόκητο επιστημονικό ταξίδι
Η Martindale σημείωσε ότι τα αποτελέσματα υποδηλώνουν πως τα χημειοσυνθετικά μικροβιακά απολιθώματα μπορεί να είναι πιο κοινά από ό,τι αναγνωριζόταν προηγουμένως.
Η ερμηνεία των δομών ρυτίδωσης ως αμιγώς φυσικών χαρακτηριστικών θα μπορούσε να οδηγήσει τους επιστήμονες στο να παραβλέψουν τη βιολογική τους προέλευση. Αυτή η πρόκληση επιτείνεται από την έλλειψη ακριβούς ορολογίας για την περιγραφή αυτών των υφών.
«Η ορολογία είναι αρκετά χαλαρή», είπε η Martindale. «Η λέξη “ρυτιδωμένος” μπορεί να σημαίνει πολλά πράγματα, επομένως υπάρχει έλλειψη διαγνωστικής γλώσσας». Η Martindale μελετά συνήθως αρχαίους κοραλλιογενείς υφάλους και μαζικές εξαφανίσεις ειδών, και δεν περίμενε να στρέψει την προσοχή της στα μικροβιακά στρώματα των βαθιών θαλασσών.
Ωστόσο, η ανακάλυψη την οδήγησε σε μια νέα κατεύθυνση. «Είναι πραγματικά υπέροχο που πήρα αυτή την κατεύθυνση – την οποία δεν περίμενα καθόλου», δήλωσε.
«Δεν υπήρχε καμία υπόθεση που να υποδηλώνει ότι θα έβρισκα αυτά τα μικροβιακά στρώματα εδώ. Ήταν το ότι βρέθηκα στο σωστό μέρος τη σωστή στιγμή, με τη σωστή εικόνα αναζήτησης στο μυαλό μου και με το πείσμα που με διακρίνει, ώστε να μην το αφήσω να περάσει έτσι».
