Het Cuatro Cienegas-bekken, gelegen in de Chihuahuan-woestijn in Mexico, was ooit een ondiepe zee die ongeveer 43 miljoen jaar geleden geïsoleerd raakte van de Golf van Mexico.

Dit bassin heeft de ongebruikelijke eigenschap dat het bijzonder arm aan voedingsstoffen is en een 'verloren wereld' herbergt van vele onder- en bovengrondse aquatische microben van oude mariene voorouders.

Door deze kenmerken, het is een onschatbare plaats voor onderzoekers om te bestuderen en te begrijpen hoe leven mogelijk heeft bestaan ​​op andere planeten in ons zonnestelsel.

In een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift eLife een team van onderzoekers, waaronder hoofdauteur Jordan Okie van de School of Earth and Space Exploration van de Arizona State University en senior auteur Jim Elser van de School of Life Sciences, experimenten uitgevoerd in het Cuatro Cienegas Basin.

Hun doel was om licht te werpen op hoe fundamentele kenmerken van het genoom van een organisme - de grootte, de manier waarop het informatie codeert, en de dichtheid van informatie - beïnvloeden het vermogen om te gedijen in een extreme omgeving.

"Dit gebied is zo arm aan voedingsstoffen dat veel van zijn ecosystemen worden gedomineerd door microben en mogelijk overeenkomsten vertonen met ecosystemen van de vroege aarde, evenals naar vroegere nattere omgevingen op Mars die mogelijk het leven hebben ondersteund, ", zegt hoofdauteur Okie.

Voor hun experiment onderzoekers voerden veldmonitoring uit, bemonstering, en routinematige waterchemie gedurende 32 dagen in een ondiep, voedselarme vijver genaamd Lagunita in het Cuatro Cienegas Basin.

Eerst, ze installeerden mescocosms (miniatuur-ecosystemen) die als controlegroep dienden en gescheiden bleven van de rest van de vijver. Vervolgens voegden ze een meststofoplossing toe die rijk was aan stikstof en fosfor om de microbiële groei in de vijver te verhogen.

Aan het einde van het experiment, ze onderzochten hoe de gemeenschap in de vijver veranderde als reactie op de extra voedingsstoffen, gericht op hun vermogen om biochemische informatie in hun cellen te verwerken.

J. Craig Venter Institute universitair hoofddocent Christopher Dupont, wie is een senior auteur van de studie, verklaarde, "We veronderstelden dat micro-organismen die worden aangetroffen in oligotrofe (lage nutriënten) omgevingen, uit noodzaak, vertrouwen op low-resource strategieën voor replicatie van DNA, transcriptie van RNA, en translatie van eiwitten. Omgekeerd, een copiotrofe (rijk aan voedingsstoffen) omgeving is gunstig voor resource-intensieve strategieën."

uiteindelijk, ze ontdekten dat een met voedingsstoffen verrijkte gemeenschap inderdaad werd gedomineerd door soorten die biochemische informatie in een sneller tempo konden verwerken, terwijl de oorspronkelijke gemeenschap met weinig voedingsstoffen soorten herbergde met lagere kosten van biochemische informatieverwerking.

"Deze studie is uniek en krachtig omdat het ideeën uit de ecologische studie van grote organismen haalt en deze toepast op microbiële gemeenschappen in een experiment met het hele ecosysteem, "zegt Elser. "Door dit te doen, Wij waren in staat, misschien voor het eerst, om te identificeren en te bevestigen dat er fundamentele genoom-brede eigenschappen zijn die verband houden met systematische microbiële reacties op de voedingsstatus van ecosystemen, zonder rekening te houden met de soortidentiteit van die microben."

Wat dit zou kunnen suggereren voor het leven op andere planeten is dat organismen, waar ze ook zijn, informatieverwerkingsmachines moeten hebben die zijn afgestemd op de belangrijkste bronnen om hen heen. Beurtelings, het aanbod van deze hulpbronnen zal afhangen van de planetaire omgeving.

"Dit is heel spannend, omdat het suggereert dat er levensregels zijn die algemeen van toepassing moeten zijn op het leven op aarde en daarbuiten, ' zegt Oke.