Recent, oamenii de știință au descoperit dovezi ale existenței unei întregi comunități de organisme complexe, cum ar fi ciuperci, viermi și chiar tardigrade, care populează formațiunea de șisturi Antrim din SUA, notează Science Alert.
Acest lucru este surprinzător, având în vedere că șisturile Antrim reprezintă un depozit străvechi de mâl bogat în materie organică, vechi de aproximativ 350 de milioane de ani, care în prezent constituie unul dintre cele mai mari zăcăminte de gaze din Statele Unite.
Însă, atunci când oamenii de știință au căutat ADN în apa pompată din puțuri săpate la adâncimi cuprinse între 247 și 556 de metri (810 până la 1.824 de picioare) în subsol, au descoperit o diversitate uimitoare a vieții.
„Companiile energetice sapă aceste puțuri, extrag prin pompare cantități uriașe de apă și separă metanul din aceasta”, a declarat pentru ScienceAlert ecologistul Quinn Moon, autorul principal al studiului.
Moon, care își desfășoară activitatea la Universitatea din Michigan, a colaborat cu o echipă de micologi și specialiști în științele Pământului pentru a identifica organismele care ar putea trăi în acest mediu aparent inospitalier.
„Am filtrat cantități enorme de apă și am extras ADN din acele filtre. De asemenea, am plasat apa pe medii de cultură nutritive pentru a dezvolta propriu-zis ciupercile”, a explicat Moon.
Un nou ecosistem la mare adâncime
„Multe medii adânci, inclusiv șisturile Antrim, s-au dovedit pe larg că conțin bacterii și archaea". Acest lucru l-a făcut să se întrebe ce altceva ar putea trăi acolo jos.
A apărut un ecosistem uimitor de complex și viu.
„Descoperirile noastre contestă presupunerea comună că reglarea fungică a descompunerii materiei organice este limitată la ecosistemele de suprafață”, scriu Moon și colegii săi în lucrarea lor științifică, publicată recent în The ISME Journal.
În cadrul acestor probe de apă, au identificat 689 de specii probabile de ciuperci din fragmente din materialul lor genetic și au reușit să cultive 205 tulpini în laborator pentru o identificare mai bună.
Se consideră că 13 dintre aceste tulpini fungice sunt complet noi pentru știință. Una dintre clasele dominante de ciuperci a fost Agaricomycetele, care sunt probabil cel mai cunoscut tip de ciuperci, deoarece sunt cele care produc ciuperci, deși nu este clar dacă ar fi de fapt capabile să producă pălăriile asemănătoare umbrelelor atât de departe în subteran.
Însă metabolismul acestor tipuri de ciuperci, precum și cel al celeilalte clase dominante identificate de Moon și echipa sa, Dothideomycetes, ar putea explica succesul lor în șisturi.
La suprafață, ambele tipuri de ciuperci sunt cunoscute pentru capacitatea lor de a descompune lignina și celuloza în scopul obținerii de energie. Este vorba despre substanțe pe care alte organisme le digeră cu mare dificultate.
„Aceste ciuperci supraviețuiesc hrănindu-se cu unele dintre formele de carbon cel mai greu de descompus”, a declarat Moon pentru ScienceAlert.
„Cred că explicația, fapt ce concordă cu alte date provenite de la suprafață, este că aceste ciuperci care descompun lemnul dispun de cel mai vast arsenal enzimatic; ele folosesc aceste enzime în adâncime pentru a descompune lignina și celuloza din șisturi (sau compuși similari ligninei și celulozei).”
Ciupercile reprezentau aproximativ o șesime din biomasa probelor de apă, având o abundență relativă comparabilă cu cea întâlnită în largul oceanului și în solurile din Antarctica: circa 250 de celule fungice în fiecare picătură de apă.
Au găsit şi "animale-roată"
Pe lângă aceste ciuperci, oamenii de știință au identificat urme genetice de rotifere (organisme microscopice numite și „animale-roată”, pe care poate le-ați văzut în apa din iazuri), viermi segmentați, tardigrade și viermi cilindrici.
Au descoperit chiar și dovezi ale prezenței unor paraziți intracelululari, precum Ichthyosporea*(care infectează animalele) și Rozellomycota (care parazitează alte ciuperci).
Cercetătorii nu au putut determina cu exactitate nivelul de oxigen disponibil pentru aceste viețuitoare, astfel încât rămâne neclar cum anume supraviețuiesc ele în acele adâncuri.
După cum menționează aceștia în lucrarea lor, procesul de pompare a apei la suprafață poate introduce în probe oxigen dizolvat care, în realitate, s-ar putea să nu fie disponibil la adâncimea respectivă.
Studii anterioare au arătat că formațiunea geologică Antrim Shale găzduiește numeroase specii de arhee producătoare de metan, ceea ce indică un nivel scăzut de oxigen în acest mediu subteran.
Alte ipoteze sugerează că, și în absența unei surse de oxigen de la suprafață, unele microorganisme ar putea fi capabile să producă ele însele cantități mari de oxigen, fără a avea nevoie de lumină.
Însă, pe baza izotopilor de oxigen și hidrogen din apă și a gradientului de salinitate dintre punctele de prelevare, echipa consideră că această comunitate subterană a beneficiat de condiții geochimice relativ stabile încă din perioada Pleistocenului târziu.
O mare parte din apa extrasă în cadrul acestui studiu nu mai văzuse lumina zilei de 11.000 de ani, a precizat Moon.
Strămoșii acestor microorganisme au ajuns, probabil, pentru prima dată în aceste medii din subsolul profund atunci când calotele glaciare din Pleistocenul târziu s-au topit, iar apa s-a infiltrat în porii și fisurile rocilor de șist.
Ciupercile, prinse în subteran de mii de ani
Așadar, nu doar că aceste ciuperci își duc existența la adâncimi inimaginabile, dar au fost probabil izolate acolo timp de milenii, adaptându-se la un set de presiuni evolutive complet diferit de cel întâlnit la speciile de la suprafață.
Și, așa cum fac oamenii adesea, am început să le perturbăm înainte chiar de a ne da seama că există.
„Acestea ar putea fi puncte fierbinți ale biodiversității, dar sunt, de asemenea, puncte fierbinți ale distrugerii antropice”, a declarat Moon pentru ScienceAlert.
„În aceste zăcăminte au fost săpate numeroase puțuri, multe dintre ele injectate cu biocide, fără ca noi să luăm vreodată în calcul dacă aceste habitate găzduiesc specii noi sau cum le-am putea conserva.”
Cercetătorii subliniază, de asemenea, că ciupercile, adesea trecute cu vederea, trebuie neapărat incluse în modelele privind ciclul și sechestrarea carbonului în subsol.
Aproximativ 90% din carbonul organic al Pământului este stocat în subsolul de mare adâncime, așadar acesta reprezintă o componentă extrem de importantă în ecuația echilibrului climatic.
Dacă aceste ciuperci, bacterii și alte organisme utilizează în mod activ rocile din adâncime, este posibil ca acel carbon să nu fie chiar atât de bine „sechestrat” pe cât ne imaginăm.
„Dacă există numeroase organisme capabile să-l consume, acele gaze ar putea fi eliberate rapid în atmosferă”, a afirmat Moon.