Molto al di sotto del fondo dell'oceano, i sedimenti pullulano di bizzarri microbi simili a zombi. Sebbene siano tecnicamente vivi, crescono al rallentatore, e possono volerci decenni prima che una singola cellula si divida, cosa che i loro cugini in superficie fanno in pochi minuti. Un nuovo studio della Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) sta iniziando a distinguere come sopravvivono esaminando la loro fonte di "cibo" - molecole di carbonio organico nelle vicinanze. Lo studio aiuta ad approfondire la nostra comprensione dei limiti della vita sulla Terra e potrebbe aiutare a informare su come potrebbe esistere la vita su altri pianeti.

In un articolo pubblicato nel numero del 21 gennaio della rivista Geoscienze naturali , Gli scienziati WHOI hanno esaminato lunghi campioni di carota prelevati a bordo dell'R/V Knorr e dell'R/V Revelle nel mezzo degli oceani nord Atlantico e sud Pacifico. Analizzando i sedimenti del nucleo utilizzando raggi X ad alta intensità, i ricercatori hanno scoperto che contenevano bassi livelli di molecole di carbonio organico, frammenti di antiche proteine ​​di organismi morti da tempo, conservati in sedimenti fino a 25 milioni di anni.

In circostanze normali, il carbonio come questo verrebbe catturato rapidamente dai microbi. Non ce n'è molto là fuori nei profondi sedimenti oceanici dell'Atlantico e del Pacifico, rendendoli luoghi difficili per la sopravvivenza dei microrganismi. Qualsiasi batterio che si fosse imbattuto in esso sarebbe stato trattato con una piccola festa. Ma per qualche ragione, i microbi nelle vicinanze non stanno sfruttando appieno questa manna.

"Dal punto di vista della chimica pura, dovrebbero essere in grado di metabolizzare tutto quel carbonio, ma non lo sono, "dice Emily Estes, autore principale della carta, che è attualmente ricercatore post-dottorato presso l'Università del Delaware. Al momento dello studio, Estes era uno studente di dottorato nel Joint Program MIT-WHOI, lavorando direttamente con la coautrice Colleen Hansel.

La presenza di carbonio è insolita, lei aggiunge, perché anche i sedimenti contengono ossigeno. Generalmente, i tipi di microbi che prosperano lì userebbero entrambe le sostanze chimiche. L'ossigeno agisce come una sorta di "carburante" per il metabolismo e altre reazioni biochimiche all'interno degli organismi; il carbonio fornisce le materie prime per quelle reazioni, e consente alle cellule di ricostruire le proprie strutture e i propri organelli. Ma nei sedimenti profondi, l'equilibrio tra i due è stranamente sbilanciato.

Non è chiaro esattamente perché rimanga carbonio organico in eccesso, Este dice, ma il suo studio ha escluso almeno una spiegazione esistente. Ricerche precedenti suggerivano che i microbi non stavano "mangiando" il carbonio in eccesso perché era in una forma che non potevano metabolizzare. Este e i suoi colleghi, però, scoperto che il carbonio organico è in una forma utilizzabile dai microbi e ha essenzialmente la stessa struttura in tutto il sedimento. Anziché, lei dice, una risposta più plausibile è che il carbonio si è fuso ai minerali nei sedimenti, rendendolo indisponibile. Offre anche un terzo e probabilmente il meccanismo più dominante:che i microbi non possono raggiungere fisicamente il carbonio in eccesso. In profondità sotto il fondo dell'oceano, questa fonte di cibo è distribuita molto scarsamente, e i microbi troppo pigri per fare molte ricerche.

"Dal punto di vista di un microbio, il carbonio potrebbe essere appena fuori portata. Quando vivi in ​​uno stato senza molta energia da spendere, come questi organismi, potrebbe essere troppo difficile nuotare o gattonare per trovarlo, "dice Colleen Hansel, un geochimico microbico presso WHOI.

"Ciò che mi entusiasma particolarmente è che questa ricerca possa aiutarci a comprendere alcuni dei limiti della vita in generale, che sia sotto il fondo del mare, o su un altro pianeta o luna, " aggiunge. "Quando si considerano le condizioni che possono supportare la vita microbica extraterrestre, l'ambiente fisico può essere importante quanto quello chimico. I microbi che vivono in un ambiente che ha isole di nutrienti fisicamente separate e con una bassa diffusione semplicemente non possono utilizzare quella fonte di energia per crescere".