Yer Altında Hayat Yeşeriyor

Yağmur ormanlarının canlı çiçekleri ve kuşlarından mercan resiflerinin yaşayan gökkuşağına kadar, Dünya'nın yüzeyi yaşamla doludur. Ancak en çeşitli ve büyüleyici yaşam alanlarının bazıları, aşağıdaki karanlıkta gelişir. Bir zamanlar Dünya'nın iç kısmının canlı organizmalar için elverişsiz bir yer olduğunu düşünüyorduk. Güneşten gelen ışığı ve sıcaklığı emebilen yaşam alanlarının birçok yaşam biçimini desteklemek için gerekli enerjiye sahip olduğu ve dolayısıyla en çeşitli olduğu varsayılıyordu. Bu görüş değişiyor. Woods Hole, Massachusetts'deki Deniz Biyoloji Laboratuvarı'ndan Emil Ruff ve ekibi, yer altındaki mikroorganizma topluluklarının, mercan resifleri ve yağmur ormanlarındakine neredeyse eşit—bazı durumlarda daha fazla—çeşitliliğe sahip olduğunu ortaya çıkardı. Ruff ve ekibi, derinliklerde bakterilerin ve arkelerin, güneş ışığı alan yaşam alanlarındaki organizmaların karşılaştığı enerji arzının çok daha düşük olduğu derinliklerde bile geliştiğini buldu. Araştırmacılar, 'Science Advances' dergisinde yayınlanan yakın tarihli bir çalışmada, "yer altı ekosistemlerinin mikrobiyal hücrelerin yarısından fazlasını barındırabileceğini" belirtti.

Daha Derine Kazmak

Mikroorganizmalar neredeyse her yerde yaşamaya adapte olmuştur. 2016'dan itibaren Ruff, yerin üstü ve altındaki habitatlardan örnekler toplamaya başlamış, bu çalışma, yüzeydeki ve yer altındaki mikrobiyomların karşılaştırıldığı ilk küresel çalışmalardan biri olarak kabul edilmektedir. Aynı zamanda yerin ve okyanusların yer altı ekosistemlerinin yapısını ve çeşitliliğini karşılaştıran ilk çalışmalardan biridir. Yer altı bakteri ve arke örnekleri—ki bazı durumlarda sadece madenlerden veya kuyulardan erişilebilir—çöllerde, kaynaklarda, okyanus zeminlerinde ve diğer habitatlarda bulunan kayalar, akiferler ve derin tortulardan alındı. Yüzey örnekleri, okyanus ve göl suları ile birlikte mağaralar ve hidrotermal bacalar gibi sınır yerlerinden alınmış, burada yüzey organizmaları yer altı süreçlerinin sızması gibi etkilerden etkilenmiştir veya tam tersi. Bu çalışmada, her örnekteki bakteri ve arke çeşitliliği DNA dizileme kullanılarak belirlenmiş ve belirli bir biyomdan tüm örneklerdeki çeşitlilik, o bölgenin genel çeşitliliğini belirlemek için kullanılmıştır. Denizel ve karasal habitatlar, yüzey ve yer altı çevreleri karşılaştırılmıştır. Neredeyse on yıllık bir çaba, yüzeyin altındaki yaşam hakkında yeni detaylar keşfetmeye yol açmıştır.

Karanlık ve Nemli

En çeşitli bakteri ve arke toplulukları nerede bulundu? Araştırmacılar, "birçok yer altı çevresinde tür zenginliği ve eşitliği yüzey muadillerine rakip" olduğunu keşfettiler. Örnek seviyesinde, yer altı arkeleri en çeşitli şekilde tuzlu sular, mağaralar, soğuk sızıntılar, kaynaklar ve derin okyanuslarda yer aldı. Yer altı bakterileri, her örnek için mağaralar ve deniz sedimanlarında en çeşitlidir. Genel olarak, arke çeşitliliği denizel ve sınır yer altı çevrelerinde daha yüksektir, bakteri çeşitliliği ise sınır çevrelerinde daha yüksektir. Deniz tabanında en bol bulunan arkeler arasında Euryarchaeota ve Asgardarchaeota bulunur. Euryarchaeota türleri, yüksek sıcaklıklarda gelişir ve metan üretmek için karbondioksiti indirger. Diğer metanojenik arkelerden metan üretimi zaten yakıt olarak kullanılmakta, bu organizmaları özellikle kullanışlı hale getirmektedir. Asgardarchaeota, zarlar içinde çekirdeği olan hücrelere sahip insanalrı da içeren eski ökaryotik organizmaların en yakın akrabası olarak kabul edilir. Asgardarchaeota'nın çalışılması, ökaryotik yaşamın nasıl evrildiğine dair içgörüler elde etmek için büyük ilgi uyandırmaktadır. Bakteri şubesi Nitrospirota, yer altı ortamlarında oldukça yaygındır. Bazı Nitrospirota türleri amonyağı oksitleyebilirken, diğerleri nitrit olarak indirger, bu da fitoplankton tarafından kullanılır ve insan midesi, ağzı ve derisinde patojenlere karşı koruma sağlar. Proteobacteria şubesi, özellikle yer altı ve okyanuslarda yaygındır. Bazı Proteobacteria, derin okyanus çukurlarında yaşar ve ozonu tüketirken karbonmonoksiti (küresel ısınmaya katkıda bulunan) oksitler. Deniz tabanında yaygın olarak bulunan diğer bakteriler arasında Desulfobacteria ve Methylomirabilota bulunur. Sülfat indirgeyen bakteriler sülfat indirger ve diğer türler, kirli toprakları temizlemeye yardımcı olma potansiyeli göstermiştir. Methylomirabilota, metan oksitleyerek atmosferdeki metan seviyelerini kontrol etmeye yardımcı olur.

Beklenmeyen Bir Şey

Toplam çeşitlilik derinlikle birlikte arttı. Dünya'nın daha derin katmanlarında daha düşük enerjiye rağmen bu şaşırtıcıydı. Karasal ortamlarda arkeler için, çeşitlilik derinlikle arttı ancak denizel ortamlarda değil. Bakterilerde de aynı şey oldu, sadece karasal yerine denizel ortamlarda. Ayaklarımızın altında ulaşabileceğimiz çok şey var. Ruff, yer altı derinliklerindeki tek hücreli mikroorganizmaların, henüz keşfedilmemiş olmalarına rağmen, metabolizmalarını o kadar büyük ölçüde yavaşlatarak enerji kıtlığına adapte olduklarını, dolayısıyla tek bir bölünmenin on yıllar veya hatta yüzyıllar alabileceğini söyledi. Mikroorganizmalar gerçekten bu hayatta kalma kurnazlığıyla insanlardan daha uzun yaşarsa, benzer türlerin Mars gibi gezegenlerde, yüzeyin uzun süre radyasyonla bombardımana tutulduğu yerlerde gizlenmiş olabileceği düşünülebilir. Ruff bir basın açıklamasında, "Dünya'nın derinliklerindeki yaşamı anlamak, Mars'ta yaşam olup olmadığını, ve hayatta kalıp kalmadığını keşfetmek için bir model oluşturabilir," dedi. Gelecekteki teknoloji bir gün Mars yüzeyinin mil altından örnekler alabilir. Şimdilik, kazmaya devam edin.