science >> Wetenschap >  >> Biologie

Eerste levensvormen op aarde onthuld in hete lente

Stoom stijgt op uit Great Boiling Spring, een bijna 200 graden natuurlijk zwembad waar wetenschappers en collega's van Lawrence Livermore van de Universiteit van Nevada, Las Vegas, Staatsuniversiteit van Californië, San Bernardino en Stanford University hebben de oudste eencellige bacteriën en archaea gevonden. Krediet:UNLV

Terrestrische geothermische systemen zijn als een begraven schat als het gaat om het vinden van de oorsprong van het leven op aarde.

In deze ondergrondse warmwaterbronnen, enkele van de oudste eencellige bacteriën en archaea leven het leven van extremofielen (organismen die onder extreme omgevingsomstandigheden leven, zoals warmwaterbronnen of ijskappen). Alleen al door hun make-up, de micro-organismen kunnen de aard van primitieve omgevingen weerspiegelen, zoals de vroege aarde.

Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) wetenschappers en collega's van de Universiteit van Nevada, Las Vegas, Staatsuniversiteit van Californië, San Bernardino en Stanford University, werken aan een NASA-project om micro-organismen in een hete bron in Nevada te bestuderen die zouden kunnen bepalen of er buitenaards leven bestaat.

Deze specifieke lente heeft levenslijnen die nog nooit eerder zijn bestudeerd. Maar met geavanceerde technologie, zoals LLNL's NanoSIMS - die de isotopische en elementaire samenstelling van deze organismen op cellulaire en subcellulaire schaal kan bepalen - kan het team duiken in het katabole en anabole potentieel van de organismen. Het werk kan ook inzicht verschaffen in mogelijke functies van het vroege leven in extreme omgevingen en de vroege diversificatie van zowel eencellige als meercellige organismen.

De kenmerken van extremofielen weerspiegelen mogelijk de aard van oeromgevingen waar het leven mogelijk voor het eerst op aarde is gevormd. Deze bacteriën en archaea gevonden in Great Boiling Spring in Nevada zijn zo primitief dat ze niet in een laboratorium kunnen worden gekweekt. dus het team heeft ze moeten bestuderen waar ze overvloedig zijn.

Een microscopische foto toont micro-organismen die zijn verzameld uit Great Boiling Spring. De roodgekleurde Thermocrinis jamiesonii-cellen zijn ongeveer 2 micron lang. De groengekleurde cellen zijn archaea. Krediet:UNLV

"De organismen waar we naar kijken, kunnen evolutionaire overblijfselen zijn van oude geslachten waarin de meeste leden zijn uitgestorven en kunnen unieke opslagplaatsen zijn voor primitieve eigenschappen, "Zei LLNL-hoofdonderzoeker Jennifer Pett-Ridge. "Wat we tot nu toe weten, is dat deze extreme omgevingen erg lijken op wat er op andere planeten is gevonden.

"Deze studies bieden echter een lens waarmee we de fylogenetische en fysiologische diversiteit van het leven kunnen bekijken onder ecologisch vereenvoudigde omstandigheden die enige gelijkenis vertonen met habitats waar het leven mogelijk is ontstaan."

Aangezien genomische verkenningen van nog niet-gecultiveerde micro-organismen inzicht verschaffen in de vroege diversificatie van de levensboom en invloed hebben op modellen van de evolutie van de eerste eukaryote cellen, het begrijpen van de biologie van nieuwe micro-organismen is relevant voor het doel van NASA om "toenemende complexiteit" tijdens de vroege evolutie te begrijpen.

Hoewel er over de oorsprong van het leven wordt gedebatteerd, er is aanzienlijk bewijs voor aquatische omgevingen met hoge temperaturen na het late zware bombardement (een gebeurtenis die ongeveer 4,1 tot 3,8 miljard jaar geleden plaatsvond en waarbij een onevenredig groot aantal asteroïden in botsing was gekomen met de vroege terrestrische planeten), wanneer fossiel en isotoop bewijs suggereert dat het leven voor het eerst is geëvolueerd. Recente rapporten suggereren dat het leven is ontstaan ​​in aardse geothermische systemen op basis van de anorganische chemische samenstelling van materiaal in levende cellen.

specifiek, het team zal de micro-organismen genaamd Calescamantes analyseren, Fervidibacteriën en Kryptonia.