Σε βάθος σχεδόν 10.000 μέτρων κάτω από το επίπεδο της θάλασσας, στο απόλυτο σκοτάδι και τη συντριπτική πίεση, εκεί που η θερμοκρασία σπάνια ανεβαίνει πάνω από το σημείο ψύξης, μια ομάδα Κινέζων επιστημόνων, κατέγραψε ζωντανές και δραστήριες μορφές ζωής.
Πρόκειται για οργανισμούς που δεν εξαρτώνται από τον ήλιο ούτε από οργανικά υπολείμματα που βυθίζονται από την επιφάνεια: αυτές οι κοινότητες αντλούν ενέργεια από τελείως διαφορετικές πηγές, αμφισβητώντας όσα γνωρίζαμε μέχρι σήμερα για τη ζωή στα μεγάλα βάθη.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Nature και πραγματοποιήθηκε με επικεφαλής του Ινστιτούτου Επιστήμης και Μηχανικής του Βαθιού Θαλάσσιου Περιβάλλοντος (IDSSE) της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών. Η έρευνα περιγράφει την ανακάλυψη της βαθύτερης γνωστής κοινότητας χημειοσυνθετικής ζωής μέχρι σήμερα.
Αυτοί οι οργανισμοί δεν εξαρτώνται από τη φωτοσύνθεση, ούτε περιμένουν οργανικά υπολείμματα από τα ανώτερα στρώματα του ωκεανού: έχουν μάθει να τρέφονται από τη χημεία του ίδιου του πλανήτη.
Τα κύρια είδη του οικοσυστήματος αυτού, είναι οι γιγαντιαίοι σωληνόσκωληκες και τα δίθυρα μαλάκια που κατοικούν στον πυθμένα των Τάφρων Κουρίλων-Καμτσάτκα και Αλεούτιων στον Βόρειο Ειρηνικό. Η μια τάφρος είναι αυτή στην οποία συνέβη ο πρόσφατος σεισμός των 8,8 Ρίχτερ.
Εκεί, σε βάθη πάνω από 9.500 μέτρα, ευδοκιμούν σε περιοχές πλούσιες σε υδρόθειο και μεθάνιο—ενώσεις που θα ήταν θανατηφόρες για άλλους οργανισμούς.
Το μυστικό τους βρίσκεται στη χημειοσύνθεση, μια μεταβολική διαδικασία στην οποία οι μικροοργανισμοί μετατρέπουν ανόργανες χημικές ουσίες σε ενέργεια, χωρίς την παραμικρή ανάγκη για φως ή ήλιο.
Πρώτη καταγραφή του μεταβολισμού σε αυτά τα βάθη
Ο μεταβολισμός αυτού του είδους, είχε ήδη παρατηρηθεί σε οικοσυστήματα υδροθερμικών πηγών και ψυχρών εκπομπών, αλλά ποτέ ξανά σε τέτοιο βάθος και με τέτοια βιολογική πολυπλοκότητα.
Για να αποκτήσει πρόσβαση σε αυτό το ακραίο περιβάλλον, η ομάδα χρησιμοποίησε το Fendouzhe («The Striver »), ένα επόμενης γενιάς επανδρωμένο υποβρύχιο που σχεδιάστηκε στην Κίνα, ικανό να αντέξει τεράστιες πιέσεις και να καταδυθεί σε βάθη πέραν των 10.000 μέτρων.
Χάρη σ’ αυτή την τεχνολογική πλατφόρμα, εξερευνήθηκαν περισσότερα από 2.500 χιλιόμετρα θαλάσσιου πυθμένα, συλλέγοντας βιολογικά, γεωλογικά και γεωχημικά δείγματα.
Ενέργεια από κατώτερα βάθη του ωκεανού
Αυτό που ανακάλυψαν, ήταν εντυπωσιακό: Η ανάλυση των ιζημάτων, κατέδειξε πως το μεθάνιο που βρίσκεται σ’ αυτά τα περιβάλλοντα, παράγεται από μικροοργανισμούς οι οποίοι ζουν ακόμη πιο βαθιά, στα πιο εσωτερικά στρώματα του θαλάσσιου πυθμένα.
Αυτοί οι μικροοργανισμοί μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα – το οποίο προκύπτει από την αποσύνθεση οργανικής ύλης – σε μεθάνιο, τροφοδοτώντας έτσι ολόκληρα οικοσυστήματα χωρίς καμία ανάγκη για ενέργεια από την επιφάνεια. Αυτή η ανακάλυψη αποκαλύπτει την ύπαρξη μιας τεράστιας, ενεργής και μέχρι σήμερα άγνωστης υπόγειας βιόσφαιρας.
Οι επιστήμονες, υπέθεταν για δεκαετίες ότι οι ζωή στις αβυσσαίες ζώνες (βάθη του ωκεανού κάτω από 4.000 – 6.000 μέτρα από την επιφάνεια της θάλασσας), εξαρτάται πολύ από το λεγόμενο θαλάσσιο χιόνι — δηλαδή, τα οργανικά υπολείμματα και τα σώματα ζώων που πέφτουν από τα ανώτερα στρώματα του ωκεανού. Ωστόσο, η ανακάλυψη αυτόνομων κοινοτήτων, που τρέφονται από εσωτερικές γεωχημικές διαδικασίες, ωθεί σε αναθεώρηση αυτού του μοντέλου.
Νέες προοπτικές για την μελέτη της ζωής στα βάθη του ωκεανού
Αυτές οι αυτοδύναμες κοινότητες επιβιώνουν χάρη στις χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στα βάθη του ωκεανού, αντί να εξαρτώνται από το θαλάσσιο χιόνι.
Οι ανακαλύψεις αυτές ανοίγουν νέες προοπτικές για την κατανόηση της ζωής σε ακραίες συνθήκες, ενδεχομένως αλλάζοντας τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τη βιολογία των βυθών του ωκεανού.
Η μελέτη αναθεωρεί την κατανόηση του αβυσσαίου οικοσυστήματος, ενώ εγείρει νέα ερωτήματα για τον παγκόσμιο κύκλο του άνθρακα. Αν οι χημειοσυνθετικοί οργανισμοί μπορούν να επηρεάσουν τις ροές του άνθρακα σε αυτά τα βάθη, ίσως παίζουν έναν αθόρυβο αλλά κρίσιμο ρόλο στη ρύθμιση του παγκόσμιου κλίματος.
Η ανακάλυψη πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο του φιλόδοξου προγράμματος Global Hadal Exploration Programme (GHEP), μια διεθνής πρωτοβουλία με ορίζοντα δεκαετίας. Σκοπός της, είναι η χαρτογράφηση και η κατανόηση των βαθύτερων περιοχών των ωκεανών με τεχνολογίες για ακραία βάθη.
Η ζωή που ανακαλύφθηκε σε αυτές τις περιοχές, δεν ενθουσιάζει μόνο χάρη στη σπανιότητά της, αλλά ακόμη, προσφέρει στοιχεία για τα όρια της βιολογίας, ακόμη και για την πιθανότητα ύπαρξης ζωής σε άλλους πλανήτες.
Άλλωστε, αν η ζωή μπορεί να ευδοκιμεί σε απόλυτο σκοτάδι, να τρέφεται με τοξικά αέρια και να λειτουργεί πλήρως αποκομμένη από τον κόσμο της επιφάνειας, τότε γιατί να μη μπορεί να επιβιώσει κάτω από τον φλοιό του Άρη ή στους παγωμένους ωκεανούς της Εγκέλαδου;
