Un nematode (eucariote) in un biofilm di microrganismi. Questo nematode non identificato ( Poikilolaimus sp. ) dalla miniera d'oro di Kopanang in Sudafrica, vive a 1,4 km sotto la superficie. Credito:Gaetan Borgonie (Extreme Life Isyensya, Belgio).
I microrganismi che vivono sotto la superficie terrestre hanno una massa totale di carbonio da 15 a 23 miliardi di tonnellate, centinaia di volte più di quello degli umani, secondo i risultati annunciati dal Deep Carbon Observatory e coautore del professore di microbiologia UT Karen Lloyd.
Il carbonio è l'elemento più diffuso negli esseri viventi perché fa parte di quasi tutte le molecole che sono fondamentali per i processi biologici, comprese le proteine, grassi, e anche il DNA. Il novanta per cento del carbonio terrestre si trova nel sottosuolo.
"Sapere come viene distribuito il carbonio e come lo usano gli esseri viventi è fondamentale per comprendere non solo i cicli della vita, ma anche il nostro ambiente, " disse Lloyd.
Il rapporto, che ha richiesto un team multidisciplinare internazionale 10 anni per completare, getta luce anche su altri aspetti dell'incredibile mondo della materia oscura microbica.
Per la ricerca, scienziati in centinaia di siti in tutto il mondo hanno perforato fino a una profondità di 2,5 chilometri nel fondo del mare. Hanno anche prelevato campioni da miniere continentali e pozzi a più di 5 chilometri di profondità nella terra.
Nei campioni di questa profonda biosfera, i ricercatori hanno identificato i membri di tutti e tre i domini della vita:batteri, archaea (microbi senza un nucleo di membrana), ed eucarya (organismi pluricellulari che contengono un nucleo, per esempio, umani).
Candidatus Desulforudis audaxviator (il violaceo, cellule blu a forma di bastoncino a cavallo di sfere di carbonio arancione) è una specie di batteri che sopravvive su H2 dalla radiolisi dell'acqua e solfato derivato dall'ossidazione della pirite da parte di O2 e H2O2 prodotti per via radolittica. e fissa CO2 e N2. Gli scienziati hanno originariamente trovato Ca. Desulforudis vive all'interno di una frattura piena di fluido e gas a 2,8 km sotto la superficie terrestre nella miniera d'oro di Mponeng vicino a Johannesburg, Sud Africa. Sorprendentemente, gli scienziati non hanno trovato altri organismi nei loro campioni, rendendo questo ecosistema profondo il primo trovato sulla Terra con una sola specie. Il nome generico Desulforudis deriva dal latino per "da zolfo" e "verga, " notando la sua forma e la sua capacità di ottenere energia dai solfati. E audaxviator? Dal Viaggio al centro della Terra di Jules Verne, e un messaggio in latino decifrato dal protagonista di Verne, Professor Lidenbrock, che recitava in parte:"scendere, viaggiatore audace, e raggiungere il centro della Terra." Credito:Greg Wanger (California Institute of Technology, USA) e Gordon Southam (Università del Queensland, Australia)
"Dieci anni fa, sapevamo molto meno delle fisiologie dei batteri e dei microbi che dominano la biosfera del sottosuolo, " disse Lloyd. "Oggi lo sappiamo, in molti posti, investono la maggior parte delle loro energie nel semplice mantenimento della loro esistenza e poco nella crescita, che è un modo affascinante di vivere."
Il rapporto include molti altri risultati sorprendenti:
Poiché il cambiamento climatico è legato alle emissioni di carbonio, capire come questi microrganismi interagiscono con il carbonio potrebbe aiutare gli scienziati a produrre strategie di mitigazione contro i cambiamenti climatici con ulteriore tempo e ricerca, ha detto Lloyd.
"Alcuni di questi organismi sotterranei emettono carbonio e altri lo sequestrano e lo trasformano in roccia, Per esempio. Ma non ne sappiamo ancora niente. Abbiamo molto da scoprire, " disse Lloyd.
Questa è una specie di Methanobacterium, che produce metano. Trovato in campioni di un letto di carbone sepolto 2 km sotto il fondo dell'Oceano Pacifico al largo della costa del Giappone, questo esemplare è stato recuperato durante una spedizione dell'Integrated Ocean Drilling Program (ora International Ocean Discovery Program) nel 2012 a bordo del Drilling Vessel Chikyu. La barra rappresenta 10 μm. Credito:Hiroyuki Imachi (Agenzia giapponese per la scienza e la tecnologia marina-terra (JAMSTEC), Giappone).
