Ανάμεσα στα δύσκολα σαρκοφάγα φυτά, τις φάλαινες όρκας που σκοτώνουν τους μεγάλους λευκούς καρχαρίες και την άλλη αξιοσημείωτη χλωρίδα και πανίδα που αποκαλούν τη Νότια Αφρική πατρίδα είναι μια αξιοσημείωτη ομάδα «ζωντανών βράχων». Αυτές οι κοινότητες που ονομάζονται μικροβιαλίτες είναι παρόμοιες με τους κοραλλιογενείς υφάλους και δημιουργούνται από μικρόβια. Αυτοί οι μικροσκοπικοί ζωντανοί οργανισμοί απορροφούν και απελευθερώνουν διαλυμένα ορυκτά σε πιο στερεές μορφές που μοιάζουν με πέτρες. Οι μικροβιαλίτες είναι επίσης μερικές από τις παλαιότερες ενδείξεις ζωής στη Γη και μπορούν να βρεθούν σε πολυεπίπεδες, αυτοσυντηρούμενες κοινότητες που ονομάζονται μικροβιακά χαλάκια.
Νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Επικοινωνίες για τη φύση διαπιστώνει επίσης ότι αυτοί οι ζωντανοί βράχοι δεν επιβιώνουν μόνο κατά μήκος της ακτής της Νότιας Αφρικής. Ευδοκιμούν. Η νέα μελέτη καταγράφει πώς οι μικροβιαλίτες παίρνουν τον άνθρακα και τον μετατρέπουν σε φρέσκα στρώματα ανθρακικού ασβεστίου. Αυτές οι δομές χρησιμοποιούν στη συνέχεια φωτοσύνθεση (όπως τα φυτά χρησιμοποιούν τον ήλιο για να φτιάξουν τροφή) και άλλες χημικές διεργασίες για να απορροφήσουν αυτόν τον άνθρακα μέρα και νύχτα με τον ίδιο ρυθμό όπως τα άλλα μικρόβια που ζουν στη μικροβιακή τους κοινότητα.
Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτηςο ρυθμός με τον οποίο χρησιμοποιούν άνθρακα δείχνει την εντυπωσιακή αποτελεσματικότητα αυτών των μικροβιακών χαλιών, αφαιρώντας τον διαλυμένο άνθρακα από το περιβάλλον τους και μεταφέροντάς τον σε ένα σταθερό κοίτασμα ορυκτών.
«Αυτοί οι αρχαίοι σχηματισμοί που τα σχολικά βιβλία λένε ότι έχουν σχεδόν εξαφανιστεί είναι ζωντανοί και, σε ορισμένες περιπτώσεις, ευδοκιμούν σε μέρη που δεν θα περίμενε κανείς ότι οι οργανισμοί θα επιβιώσουν». Δρ Ρέιτσελ Σίπλερ, συν-συγγραφέας της μελέτης και θαλάσσιος βιογεωχημικός στο Bigelow Laboratory for Ocean Sciences στο Maine, είπε σε δήλωση. «Αντί να βρούμε αρχαία, αργά αναπτυσσόμενα απολιθώματα, ανακαλύψαμε ότι αυτές οι δομές αποτελούνται από εύρωστες μικροβιακές κοινότητες ικανές να αναπτυχθούν γρήγορα κάτω από δύσκολες συνθήκες».
Οι επιστήμονες αγωνίζονται εδώ και καιρό να κατανοήσουν πώς αλληλεπιδρούν μικροβιακές κοινότητες σαν αυτές με το περιβάλλον τους. Μέρος της δυσκολίας είναι ότι τα δεδομένα για αυτές τις αλληλεπιδράσεις προέρχονται από τα απολιθωμένα υπολείμματα μικροβιαλιτών, μερικά από τα οποία είναι δισεκατομμυρίων ετών. Ευτυχώς, οι ζωντανοί μικροβιαλίτες εξακολουθούν να διανέμονται ευρέως σε αλμυρά θαλάσσια περιβάλλοντα σε όλο τον κόσμο.
Ο Sipler και η ομάδα εξέτασαν επίσης τις υποκείμενες γεωχημικές διεργασίες που παίζουν. Για αρκετά χρόνια, πραγματοποίησαν πολλαπλές επιτόπιες αποστολές, εξετάζοντας τέσσερα συστήματα μικροβιαλιτών στη νοτιοανατολική Νότια Αφρική. Εδώ, πλούσιο σε ασβέστιο σκληρό νερό διαρρέει από τους παράκτιους αμμόλοφους.
«Τα συστήματα εδώ αναπτύσσονται σε μερικές από τις πιο σκληρές και μεταβλητές συνθήκες», είπε ο Sipler. “Μπορούν να στεγνώσουν τη μια μέρα και να αναπτυχθούν την άλλη. Έχουν αυτή την απίστευτη ανθεκτικότητα που ήταν πειστικό να καταλάβουμε.”
Διαπίστωσαν ότι αυτά τα συστήματα εναπόθεταν γρήγορα το ανθρακικό ασβέστιο, εκτιμώντας ότι οι δομές μπορούν να μεγαλώσουν περίπου δύο ίντσες κάθετα κάθε χρόνο. Παραδόξως, διαπίστωσαν επίσης ότι η ποσότητα των Ο άνθρακας που απορροφήθηκε κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας ήταν περίπου το ίδιο. Δεδομένου ότι αυτά τα συστήματα θεωρούνταν από καιρό ότι οδηγούνται μόνο από τη φωτοσύνθεση, η ομάδα εξεπλάγη όταν διαπίστωσε ότι τα ποσοστά πρόσληψης τη νύχτα είναι τόσο υψηλά όσο και κατά τη διάρκεια της ημέρας. Αφού επανέλαβαν τα πειράματά τους αρκετές φορές, η ομάδα επιβεβαίωσε ότι τα μικρόβια χρησιμοποιούν μεταβολικές διεργασίες εκτός της φωτοσύνθεσης για να απορροφήσουν όλο αυτόν τον άνθρακα απουσία ηλιακού φωτός. Αυτό είναι παρόμοιο με το πώς τα μικρόβια που ζουν σε αεραγωγούς βαθιάς θάλασσας μπορούν να επιβιώσουν σε σχεδόν απόλυτο σκοτάδι.
Με βάση τους ημερήσιους ρυθμούς πρόσληψης άνθρακα, η ομάδα εκτιμά ότι αυτοί οι μικροβιαλίτες μπορούν να απορροφήσουν το ισοδύναμο περίπου 20 έως 25 λίβρες (εννέα έως 16 κιλά) διοξειδίου του άνθρακα κάθε χρόνο ανά τετραγωνικό μέτρο. Αυτό θα ήταν σαν μια έκταση στο μέγεθος ενός γηπέδου τένις που απορροφά τόσο διοξείδιο του άνθρακα όσο τρία στρέμματα ή δάσος κάθε χρόνο. Αυτός ο ρυθμός απορρόφησης άνθρακα καθιστά αυτά τα μικροβιακά συστήματα έναν από τους πιο αποτελεσματικούς βιολογικούς μηχανισμούς αποθήκευσης άνθρακα μακροπρόθεσμα που παρατηρούνται στη φύση.
“Είμαστε τόσο εκπαιδευμένοι να αναζητούμε το αναμενόμενο. Εάν δεν είμαστε προσεκτικοί, θα εκπαιδεύσουμε τους εαυτούς μας να μην βλέπουμε τα μοναδικά χαρακτηριστικά που οδηγούν στην αληθινή ανακάλυψη”, είπε ο Sipler. «Αλλά συνεχίσαμε να βγαίνουμε έξω και συνεχίσαμε να ψάχνουμε στα δεδομένα για να επιβεβαιώσουμε ότι το εύρημα δεν ήταν ένα τεχνούργημα των δεδομένων αλλά μια απίστευτη ανακάλυψη».
Επιπλέον, τα παράκτια έλη είναι παρόμοια με αυτούς τους μικροβιαλίτες αφού μπορούν προσλαμβάνουν άνθρακα με παρόμοιο ρυθμό. Ωστόσο, τα μικρόβια των ελών δίνουν όλη αυτή την ενέργεια σε οργανική ύλη, η οποία μπορεί εύκολα να διασπαστεί σε σύγκριση με τις πιο σταθερές, ορυκτές δομές στους μικροβιαλίτες. Δεδομένων αυτών των διαφορών, η ομάδα ερευνά πώς οι περιβαλλοντικοί παράγοντες και οι παραλλαγές στα μικρόβια μπορούν να επηρεάσουν τη μοίρα του άνθρακα σε διαφορετικά μικροβιακά συστήματα.
“Αν κοιτούσαμε απλώς τους μεταβολισμούς, θα είχαμε ένα μέρος της ιστορίας. Αν κοιτούσαμε μόνο τους ρυθμούς πρόσληψης άνθρακα, θα είχαμε μια διαφορετική ιστορία. Ήταν μέσω ενός συνδυασμού διαφορετικών προσεγγίσεων και έντονης επιστημονικής περιέργειας που μπορέσαμε να οικοδομήσουμε αυτήν την πλήρη ιστορία”, είπε ο Sipler. «Ποτέ δεν ξέρεις τι θα βρεις όταν βάζεις ανθρώπους από διαφορετικά υπόβαθρα με διαφορετικές οπτικές γωνίες σε ένα νέο, ενδιαφέρον περιβάλλον».
2025 PopSci Outdoor Gift Guide
VIA: popsci.com
