science >> Wetenschap >  >> Natuur

Ondergronds leven heeft een koolstofmassa die honderden keren groter is dan die van mensen

Een nematode (eukaryoot) in een biofilm van micro-organismen. Deze ongeïdentificeerde nematode ( Poikilolaimus sp. ) van de Kopanang-goudmijn in Zuid-Afrika, leeft 1,4 km onder het oppervlak. Krediet:Gaetan Borgonie (Extreme Life Isyensya, België).

Micro-organismen die onder het aardoppervlak leven, hebben een totale koolstofmassa van 15 tot 23 miljard ton, honderden keren meer dan die van mensen, volgens bevindingen aangekondigd door het Deep Carbon Observatory en co-auteur van UT-hoogleraar Microbiologie Karen Lloyd.

Koolstof is het meest voorkomende element in levende wezens omdat het deel uitmaakt van bijna alle moleculen die essentieel zijn voor biologische processen, inclusief eiwitten, vetten, en zelfs DNA. Negentig procent van de koolstof op aarde bevindt zich in de ondergrond.

"Weten over hoe koolstof wordt verdeeld en hoe levende wezens het gebruiken, is cruciaal voor het begrijpen van niet alleen levenscycli, maar ook onze omgeving, " zei Lloyd.

Het verslag, waarvoor een internationaal multidisciplinair team 10 jaar nodig had om te voltooien, werpt ook licht op andere aspecten van de ongelooflijke wereld van microbiële donkere materie.

Voor het onderzoek, wetenschappers op honderden locaties over de hele wereld boorden tot een diepte van 2,5 kilometer in de zeebodem. Ze namen ook monsters van continentale mijnen en boorgaten van meer dan 5 kilometer diep in de aarde.

In de monsters uit deze diepe biosfeer, onderzoekers identificeerden leden van alle drie de levensdomeinen:bacteriën, archaea (microben zonder membraankern), en eukarya (meercellige organismen die een kern bevatten, bijvoorbeeld mensen).

Candidatus Desulforudis audaxviator (de paarsachtige, blauwe staafvormige cellen die zich over oranje koolstofbolletjes uitstrekken) is een bacteriesoort die op H2 overleeft door radiolyse van water en sulfaat afkomstig van oxidatie van pyriet door radolytisch geproduceerde O2 en H2O2, en fixeert CO2 en N2. Wetenschappers vonden oorspronkelijk Ca. Desulforudis leeft in een met vloeistof en gas gevulde breuk 2,8 km onder het aardoppervlak in de Mponeng-goudmijn in de buurt van Johannesburg, Zuid-Afrika. Verrassend genoeg, wetenschappers vonden geen andere organismen in hun monsters, waardoor dit diepe ecosysteem het eerste is dat op aarde is gevonden met slechts één soort. De geslachtsnaam Desulforudis komt van het Latijn voor "van zwavel" en "staaf, "opmerkend zijn vorm en zijn vermogen om energie uit sulfaten te halen. En audaxviator? Van Jules Verne's Reis naar het middelpunt van de aarde, en een bericht in het Latijn ontcijferd door Verne's hoofdpersoon, Professor Lidenbrock, die gedeeltelijk luiden:"daal af, stoutmoedige reiziger, en het middelpunt van de aarde bereiken." Credit:Greg Wanger (California Institute of Technology, VS) en Gordon Southam (de Universiteit van Queensland, Australië)

"Tien jaar geleden, we wisten veel minder over de fysiologie van de bacteriën en microben die de ondergrondse biosfeer domineren, "zei Lloyd. "Vandaag weten we dat, op veel plaatsen, ze steken het grootste deel van hun energie in het simpelweg in stand houden van hun bestaan ​​en weinig in groei, dat is een fascinerende manier van leven."

Het rapport bevat nog een aantal andere opvallende bevindingen:

  • 70 procent van alle bacteriën op aarde leeft onder de grond. Dit besef breidt de visualisatie van de levensboom drastisch uit, een biologische analogie die voor het eerst werd voorgesteld in Charles Darwins On the Origin of Species om de relatie tussen levende en uitgestorven organismen te verklaren.
  • De diepe biosfeer - de zone van het leven onder het aardoppervlak - heeft een volume van tussen de 2 en 2,3 miljard kubieke kilometer. Dit is bijna twee keer het volume van alle oceanen.

Aangezien klimaatverandering verband houdt met koolstofemissies, inzicht in hoe deze micro-organismen interageren met koolstof kan wetenschappers helpen om mitigatiestrategieën tegen klimaatverandering te ontwikkelen met extra tijd en onderzoek, zei Lloyd.

"Sommige van deze ondergrondse organismen stoten koolstof uit en andere leggen het vast en veranderen het in steen, bijvoorbeeld. Maar daar weten we nog niets van. We hebben veel te ontdekken, " zei Lloyd.

Dit is een soort van Methanobacterium, die methaan produceert. Gevonden in monsters van een begraven steenkoollaag 2 km onder de bodem van de Stille Oceaan voor de kust van Japan, dit exemplaar werd teruggevonden tijdens een expeditie van het Integrated Ocean Drilling Program (nu het International Ocean Discovery Program) in 2012 aan boord van het boorschip Chikyu. Bar staat voor 10 m. Krediet:Hiroyuki Imachi (Japan Agentschap voor Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), Japan).




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. De productie van recombinante menselijke groeihormonen door recombinante DNA-technologie
  2. Transformatie, transductie en vervoeging: gentransfer in Prokaryotes
  3. Ter verdediging van kamsalamanders - waarom deze ongrijpbare amfibieën de moeite waard zijn?
  4. Caribische bidsprinkhanen hebben een oude Afrikaanse oorsprong
  5. Mimetolieten:de gezichten die we zien in rotsformaties
  6. Boot die Steinbeck naar de Zee van Cortez bracht wordt gerestaureerd
  7. Dieetbeperking en levensduur bij mannelijke en hermafrodiete wormen
  8. Een natte winter kan de invasieve soorten van San Francisco Bay opschudden
  9. Inspanningen van de marine om walvissen te beschermen hebben beperkt effect

Wetenschap