Risvegliati microbi intrappolati 100 milioni di anni fa sul fondo del mare / Awakened microbes trapped 100 million years ago on the seabed
Risvegliati microbi intrappolati 100 milioni di anni fa sul fondo del mare / Awakened microbes trapped 100 million years ago on the seabed
Un gruppo internazionale di ricercatori ha risvegliato con successo minuscoli microbi dormienti da oltre 100 milioni di anni che erano intrappolati in una zona apparentemente senza vita del fondo del mare.
I microbi sono in grado di sopravvivere in condizioni inospitali al di sotto del fondale dell’Oceano Pacifico?
Un team di scienziati giapponesi e americani ha condotto uno studio per verificare se i microbi sono in grado di sopravvivere ad una profondità inferiore a quelle del fondale oceanico.
«Volevamo sapere per quanto tempo i microbi possono restare in vita in una condizione critica in cui il cibo scarseggia, quasi vicino allo zero», scrive il dott. Yuki Morono microbiologo presso l'Agenzia giapponese per la scienza e la tecnologia marina-terrestre (Jamstec) nonché coordinatore dello studio.
I ricercatori hanno ottenuto la risposta al loro quesito: i microbi intrappolati nei sedimenti dei fondali marini da 100 milioni di anni possono essere rianimati con il cibo adatto e l’aggiunta di un po’ di ossigeno.
Quello che hanno scoperto i ricercatori è impressionante. Per i microbi la pressione sul fondo dell’oceano è immensa, una enorme colonna d’acqua che parte dalla superficie per arrivare sul fondo del mare. Non parliamo poi della mancanza di ossigeno, dei pochi nutrienti essenziali e delle scarse risorse energetiche presenti.
Quando la vita viene intrappolata in altri ambienti ad alta pressione, i fossili di solito si formano dopo un milione di anni o più, ma questi potenti microbi erano vivi.
«Sapevamo che c'era vita nei sedimenti profondi in prossimità dei continenti dove c'è molta materia organica sepolta», scrive il dott. Steven D'Hondt geomicrobiologo presso l'Università di Rhode Island. «Ma quello che abbiamo scoperto è che la vita si estende nell'oceano profondo dal fondo del mare fino al substrato roccioso sottostante».
Video: Aerobic microbial life persists in oxic marine sediments as old as 101,5 million years - Interviews / La vita microbica aerobica persiste nei sedimenti marini tossici di 101,5 milioni di anni - Interviste
Dove sono stati trovati i microbi?
Il terreno in cui sono stati intrappolati i microbi è stato prelevato da una spedizione condotta nel 2010 nel South Pacific Gyre (vortice dell'oceano pacifico del sud), una zona apparentemente senza vita al centro delle correnti oceaniche vorticose ad est dell'Australia, conosciuta come una delle aree dell'oceano in cui ci sono poche forme di vita e il cibo scarseggia fortemente (si tratta purtroppo di un vortice di spazzatura che raccoglie tutta la plastica presente sulla superficie oceanica).
Nell'ambito di una spedizione del 2010 a bordo della JOIDES Resolution, una nave scientifica da perforazione, il team di scienziati ha estratto dei nuclei di sedimenti scendendo fino a 75 metri di profondità al di sotto del fondo oceanico, bisogna ricorda che il fondo oceanico si trova ad una profondità di quasi 6 chilometri dalla superficie dell'oceano.
Gli scienziati hanno prelevato dei campioni di argilla da antichi sedimenti pelagici, essa si accumula nelle parti più profonde e remote dell'oceano con un'età compresa tra 4,3 e 13 milioni di anni.
Sono stati scoperti microbi che consumano ossigeno (e ossigeno disciolto) proprio attraverso ogni strato dei nuclei, dall'alto verso il basso, e in ogni sito che è stato campionato nel vortice dell'oceano Pacifico del Sud. Ma la quantità di microbi era molto bassa.
A bordo della nave, sono stati prelevati dei campioni dai nuclei dei sedimenti per vedere se i microbi affamati di energia avevano conservato il loro "potenziale metabolico" e potevano nutrirsi e iniziare a moltiplicarsi.
Ai microbi vennero somministrati dei substrati tracciabili contenenti carbonio e azoto (il loro alimento preferito) e una determinata quantità di ossigeno, prima che le fiale di vetro venissero sigillate, incubate e aperte solo dopo 21 giorni, 6 settimane oppure 18 mesi.
Anche nei sedimenti più vecchi dove sono stati prelevati i campioni, i ricercatori sono stati in grado di far rivivere fino al 99 percento della comunità microbica originale.
«All'inizio ero scettico, ma abbiamo scoperto che fino al 99,1 per cento dei microbi presenti nei sedimenti depositati 101,5 milioni di anni fa sono ancora vivi e sono pronti per nutrirsi», scrive Morono.
Dopo la lunga incubazione, le comunità microbiche sono state ordinate in base ai loro geni. I ricercatori hanno riferito che i suoli dei fondali marini erano dominati da batteri, ma non dal tipo che forma le spore, il che significa che tali microbi erano pronti a crescere non appena avrebbero ricevuto il cibo giusto.
Alcuni microbi si sono quadruplicati in numero e hanno consumato il carbonio e l'azoto disponibili per 68 giorni durante la loro incubazione.
«Ciò mostra che non ci sono limiti alla vita negli antichi sedimenti degli oceani del nostro mondo», scrive D'Hondt. «Nei sedimenti più antichi che abbiamo perforato, con la minima quantità di cibo, ci sono ancora organismi viventi che possono risvegliarsi, crescere e moltiplicarsi» prosegue il ricercatore.
Non è solo nelle profondità degli oceani che i microbi hanno dimostrato la loro resistenza. Gli scienziati hanno anche trovato microbi che vivono in condizioni estreme in Antartide, così come nei deserti più aridi.
ENGLISH
An international team of researchers has successfully awakened tiny dormant microbes for over 100 million years that have been trapped in an apparently lifeless area of the seabed.
Are microbes able to survive in inhospitable conditions below the bottom of the Pacific Ocean?
A team of Japanese and American scientists conducted a study to test whether microbes are able to survive to a depth less than that of the ocean floor.
"We wanted to know how long microbes can stay alive in a critical condition where food is scarce, almost close to zero," writes Dr. Yuki Morono microbiologist at the Japanese Agency for Marine-Terrestrial Science and Technology (Jamstec) and coordinator of the study.
The researchers got the answer to their question: the microbes trapped in the sediments of the seabed for 100 million years can be revived with suitable food and the addition of a little oxygen.
What the researchers found is impressive. For microbes, the pressure on the ocean floor is immense, a huge column of water that starts from the surface and reaches the bottom of the sea. Not to mention the lack of oxygen, the few essential nutrients and the scarce energy resources present.
When life is trapped in other high pressure environments, fossils usually form after a million years or more, but these powerful microbes were alive.
"We knew there was life in deep sediments near continents where there is a lot of organic matter buried," writes Dr. Steven D'Hondt geomicrobiologist at the University of Rhode Island. "But what we found out is that life extends into the deep ocean from the bottom of the sea to the underlying rocky substrate."
Where were the microbes found?
The soil in which the microbes were trapped was taken from an expedition conducted in 2010 in the South Pacific Gyre, a seemingly lifeless area in the middle of the swirling ocean currents east of Australia, known as one of the areas of the ocean where there are few forms of life and food is in short supply (unfortunately it is a vortex of garbage that collects all the plastic present on the ocean surface).
As part of a 2010 expedition aboard the JOIDES Resolution, a scientific drilling vessel, the team of scientists extracted sediment cores down to 75 meters deep below the ocean floor, it must be remembered that the ocean floor it is located at a depth of almost 6 kilometers from the ocean surface.
Scientists took clay samples from ancient pelagic sediments, it accumulates in the deepest and most remote parts of the ocean with an age between 4.3 and 13 million years.
Microbes that consume oxygen (and dissolved oxygen) were discovered right through every layer of the nuclei, from top to bottom, and at every site that was sampled in the vortex of the South Pacific ocean. But the amount of microbes was very low.
On board the ship, samples were taken from the sediment cores to see if the energy-hungry microbes had retained their "metabolic potential" and could feed and begin to multiply.
Traceable substrates containing carbon and nitrogen (their favorite food) and a certain amount of oxygen were administered to the microbes before the glass vials were sealed, incubated and opened only after 21 days, 6 weeks or 18 months.
Even in the older sediments where the samples were taken, the researchers were able to revive up to 99 percent of the original microbial community.
"At first I was skeptical, but we found that up to 99.1 percent of the microbes present in the sediments deposited 101.5 million years ago are still alive and ready to feed," writes Morono.
After the long incubation, the microbial communities were sorted by their genes. The researchers reported that the soils of the seabed were dominated by bacteria, but not by the type that forms the spores, which means that these microbes were ready to grow as soon as they received the right food.
Some microbes quadrupled in number and consumed the available carbon and nitrogen for 68 days during their incubation.
"This shows that there are no limits to life in the ancient sediments of the oceans of our world," writes D'Hondt. "In the oldest sediments that we drilled, with the least amount of food, there are still living organisms that can awaken, grow and multiply," continues the researcher.
It is not only in the depths of the oceans that microbes have proven their resistance. Scientists also found microbes that live in extreme conditions in Antarctica, as well as in the driest deserts.
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