Pazemes ekosistēma. Mēs esam pieraduši uzskatīt, ka visa dzīvība ir koncentrēta uz Zemes virsmas, kā okeānos, mežos, kalnos un protams, pilsētas ir pilnas ar dzīvību.
Taču tieši zem mūsu kājām slēpjas vesela, plaša pasaule, par kuru daudzi no mums pat nenojauš. Vairāku kilometru dziļumā Zemes garozā mīt miljardiem mikroorganismu, kas veido milzīgu, vēl maz pētītu ekosistēmu.
Zinātnieki to dēvē par “pazemes Galapagu salām”, un tās bagātība patiešām spēj pārsteigt ikvienu. Pēc oglekļa apjoma tā ir simtiem reižu apjomīgāka par visu cilvēci, un pēc ģenētiskās daudzveidības spēj sacensties ar virszemes dzīvību.
Kamēr Galapagu salās Čārlzs Darvins atklāja evolūcijas noslēpumus, šeit, pilnīgā tumsā un zem milzīga spiediena, zinātnieki meklē pašu dzīvības eksistences robežas.
Pazemes ekosistēma, kur ir 70% visu Zemes mikrobu?
Pētījumi atklāj, ka aptuveni 70% no visām planētas baktērijām un arhejiem dzīvo pazemē. To kopējā masa tiek lēsta no 15 līdz 23 miljardiem tonnu oglekļa vienību.
Salīdzinājumam, visu cilvēku kopējā masa ir aptuveni 60 miljoni tonnu oglekļa. Tas nozīmē, ka Zemes dzīlēs slēpjas īsts “melnais dzīvības kontinents”, kas pēc apjoma ir gandrīz divreiz lielāks nekā visi okeāni kopā.
Pārsteidzīgākais ir tas, kādos apstākļos šī dzīvība spēj pastāvēt. Ja teorētiski “nolaižamies” dziļāk par 2–5 kilometriem, ko mēs varam secināt? Skaidrs, ka tur nebūs nekā iepriecinoša, spiediens ir milzīgs un temperatūra sasniedz pat +85 °C līdz +120 °C.
Neskatoties uz to, baktērijas, arheji un pat daudzšūnu organismi spēj ne tikai izdzīvot, bet arī attīstīties. Piemēram, Dienvidāfrikas zelta raktuvēs 1,4 kilometru dziļumā tika atrasta nematode- tārps, kas dzīvoja sīkās ūdens kabatās, starp citu, akmeņu iekšienē.
Kā dzīvība izdzīvo ekstrēmos dziļumu apstākļos.
Kā šie mikrobi tiek galā ar tik smagiem pārbaudījumiem? Zinātnieki pieļauj, ka daudzi no tiem izmanto ķīmisko enerģiju, nevis saules gaismu.
Tiem ir īpaša “ēdienkarte”, kas sastāv no ūdeņraža, sēra, dzelzs vai metāna, veidojot unikālas vielmaiņas ķēdes. Dažas no šīm metaboliskajām stratēģijām varētu būt atslēga, lai saprastu, kā dzīvība varēja rasties agrīnajā Zemē, pirms fotosintēzes parādīšanās.
Tomēr šī dziļumu biosfēra joprojām ir praktiski neizpētīta. Kā stāsta mikrobioloģe Kārena Loida, urbumi ir sasnieguši tikai “bezgalīgi mazu daļu” no šīs pazemes pasaules.
Iespējams, mēs vēl neesam pat redzējuši visinteresantāko tās iemītnieku.
Kāpēc pazemes ekosistēma ir svarīga?
Šiem pētījumiem ir liela nozīme, kas sniedzas tālu aiz parastas zinātkāres robežām. Pirmkārt, tie palīdz saprast, cik tālu dzīvība var pastāvēt uz Zemes.
Ja mikrobi spēj dzīvot tumsā, zem liela spiediena un karstumā, tad līdzīgas dzīvības formas varētu pastāvēt arī uz Marsa vai zem Eiropas un Encelada ledus garozas.
Otrkārt, dziļumu biosfēras izpēte ir svarīga arī ekoloģijas dēļ. Mēs joprojām nezinām, kā tās procesi ietekmē virszemes dzīvību un otrādi. Iespējams, ka tieši šeit slēpjas mehānismi, kas regulē oglekļa un sēra apriti uz planētas.
Kādi ir bīstami mikroorganismi zem zemes?
Sākšu ar nomierinoša fakta konstatējumu. Dziļi pazemē mītošie mikroorganismi, kas veido milzīgo dziļumu biosfēru, galvenokārt nav bīstami cilvēkiem.
Pētījumi rāda, ka tie ir pielāgojušies ekstremāliem apstākļiem, piemēram, augstam spiedienam, augstām temperatūrām un barības vielu trūkumam, un to galvenā dzīvošanas areāls ir Zemes garozas plaisās, nevis virszemes vidē, kurā dzīvo cilvēki un citi organismi.
Lielākā daļa no šiem mikrobiem ir bakteriālās un arheju sugas, kas parasti nav patogēnas jeb slimību izraisošas.
Iemesli, kāpēc nav bīstami?
Pazemes mikroorganismi nav bīstami cilvēkiem vairāku iemeslu dēļ:
• Pielāgošanās: Šie mikrobi ir attīstījušies un pielāgojušies ekstremāliem apstākļiem, kas ir pilnīgi atšķirīgi no virszemes vides. Viņu vielmaiņa un dzīves cikls ir pamatā atkarīgi no gāzēm (piemēram, ūdeņraža, metāna) un minerālvielām, kas atrodas dziļi zem zemes. Šīm sugām trūkst mehānismu, kas nepieciešami, lai inficētu saimniekorganismus, piemēram, cilvēkus.
• Vides atdalīšana: Dziļā pazemes biosfēra ir fiziski nošķirta no virszemes vides. Milzīgs spiediens, bieza grunts un liels attālums neļauj šiem mikrobiem viegli nokļūt uz virszemes.
• Patogēnu īpašības: Lielākā daļa cilvēkiem bīstamu mikroorganismu ir parazīti, kas izmanto saimniekorganismus, lai izdzīvotu un vairotos. Pazemes mikroorganismi ir neatkarīgi un reti nonāk saskarē ar citiem dzīvības veidiem, tāpēc tiem nav attīstītas šādas spējas.
Taču ir izņēmumi.
Lai gan lielākā daļa pazemes mikrobu nav bīstami, daži virszemes augsnē mītoši mikroorganismi, kas ir salīdzinoši tuvu virsmai, var būt patogēni.
Tie var būt sastopami augsnē, jo barības vielas un temperatūra šajā slānī ir piemērotas dzīvībai. Piemēram:
• Clostridium tetani: Baktērija, kas atrodama augsnes virskārtā un var izraisīt stinguma krampjus.
• Bacillus anthracis: Baktērija, kas var dzīvot augsnē un izraisa Sibīrijas mēri.
Šīs patogēnas baktērijas ir atšķirīgas no tām, kas atrastas dziļākā Zemes garozā. Tāpēc pazemes mikroorganismu pētīšana pamatā tiek uzskatīta par drošu.
Noslēguma atziņa.
Pazemes Galapagu salas atgādina mums, ka Zeme joprojām slēpj neskaitāmus noslēpumus. Un katrs jauns urbuma paraugs var kļūt par logu uz pilnīgi nezināmu pasauli.
Kādi vēl jautājumi par Zemes dziļumiem jums rodas, domājot par šo slēpto pasauli?
Labu Dienu!
