Un team internazionale di ricercatori guidati dalla Queen Mary University di Londra ha scoperto che i microrganismi sepolti nei sedimenti sotto il fondo del mare possono sopravvivere con meno energia di quanto precedentemente noto per sostenere la vita. Lo studio ha implicazioni per comprendere il limite della vita sulla Terra e il potenziale per la vita altrove.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Progressi scientifici , utilizza i dati del fondale sottomarino per costruire modelli innovativi che dividono gli oceani in centinaia di migliaia di singole celle della griglia. È stata quindi assemblata un'immagine globale della biosfera sottomarina, comprese le principali forme di vita e i processi biogeochimici.

Combinando i dati sulla distribuzione e le quantità di carbonio e vita microbica contenuti nella biosfera profonda della Terra con il tasso di reazioni biologiche e chimiche, i ricercatori sono stati in grado di determinare il consumo di "energia" delle singole cellule microbiche, in altre parole, la velocità con cui utilizzano l'energia. Tutta la vita sulla Terra usa costantemente energia per rimanere attiva, sostenere il metabolismo, e svolgere funzioni essenziali come la crescita, e la riparazione e sostituzione di biomolecole.

I risultati mostrano che i microbi sottomarini sopravvivono usando molta meno energia di quanto sia mai stato dimostrato in precedenza per supportare qualsiasi forma di vita sulla Terra. Estendendo i confini abitabili della vita per comprendere ambienti a bassa energia, i risultati potrebbero informare studi futuri su dove, quando e come sorse la vita su una Terra primitiva ostile, e dove la vita potrebbe trovarsi altrove nel sistema solare.

Dottor James Bradley, Il docente di Scienze Ambientali presso la Queen Mary ha dichiarato:"Quando pensiamo alla natura della vita sulla Terra, tendiamo a pensare alle piante, animali, alghe microscopiche, e batteri che prosperano sulla superficie terrestre e all'interno dei suoi oceani, costantemente attivi, crescere e riprodursi. Eppure qui mostriamo che un'intera biosfera di microrganismi, tante cellule quante sono contenute in tutti i suoli o oceani della Terra, hanno a malapena le energie per sopravvivere. Molti di loro esistono semplicemente in uno stato per lo più inattivo, non in crescita, non dividere, e non in evoluzione. Questi microbi usano meno energia di quanto in precedenza pensavamo fosse possibile per sostenere la vita sulla Terra.

"L'essere umano medio utilizza circa 100 watt di potenza, il che significa che brucia circa 100 joule di energia ogni secondo. Questo è approssimativamente equivalente alla potenza di un ventilatore da soffitto, una macchina da cucire, o due lampadine standard. Calcoliamo che il microbo medio intrappolato nei sedimenti oceanici profondi sopravvive con cinquanta miliardi di miliardi di volte meno energia di un essere umano".

Jan Ammenda, Direttore del Center for Dark Energy Biosphere Investigations (C-DEBI) presso la University of Southern California, e coautore dello studio, ha dichiarato:"Gli studi precedenti sulla vita nel fondale sottomarino - e ce ne sono stati molti di buoni - si sono concentrati principalmente su chi c'è, e quanto c'è. Ora stiamo scavando più a fondo nelle questioni ecologiche:cosa sta facendo, e quanto velocemente lo fa? Comprendere i limiti di potere della vita stabilisce una linea di base essenziale per la vita microbica sulla Terra e altrove".

I risultati sollevano domande fondamentali sulle nostre definizioni di ciò che costituisce la vita, così come i limiti della vita sulla Terra, e altrove. Con così poca energia a disposizione, è improbabile che gli organismi siano in grado di riprodursi o dividersi, ma invece usa questa minuscola quantità di energia per la "manutenzione" - sostituzione o riparazione delle parti danneggiate. È probabile, perciò, che molti dei microbi trovati a grandi profondità sotto il fondo del mare sono resti di popolazioni che abitavano ambienti costieri poco profondi da migliaia a milioni di anni fa. A differenza degli organismi sulla superficie della Terra, che operano su tempi brevi (giornalieri e stagionali) secondo il Sole, è probabile che questi microbi profondamente sepolti esistano su scale temporali molto più lunghe, come il movimento delle placche tettoniche, e cambiamenti nei livelli e nella circolazione dell'ossigeno dell'oceano.

La ricerca fa anche luce su come i microbi interagiscono con i processi chimici che si verificano in profondità sotto il fondo del mare. Mentre l'ossigeno fornisce la massima quantità di energia ai microbi, è estremamente scarso, presente in meno del 3% dei sedimenti.

Sedimenti anossici, però, sono molto più diffusi, spesso contenenti microrganismi che ottengono energia generando metano, un potente gas serra. Nonostante sia praticamente inattivo, le cellule microbiche contenute nei sedimenti marini della Terra sono così numerose, e sopravvivere in tempi così straordinariamente lunghi, che agiscono come un importante motore dei cicli del carbonio e dei nutrienti della terra, influenzando anche la concentrazione di CO2 nell'atmosfera terrestre per migliaia o milioni di anni.

"I risultati della ricerca mettono in discussione non solo la natura e i limiti della vita sulla Terra, ma altrove nell'Universo, " ha aggiunto il dottor Bradley. "Se la vita esiste su Marte o in Europa, per esempio, molto probabilmente si sarebbe rifugiato nel sottosuolo di questi corpi planetari a energia limitata. Se i microbi hanno bisogno solo di pochi zeptowatt di energia per sopravvivere, potrebbero esserci resti di vita esistente, a lungo dormiente ma tecnicamente ancora 'vivo', sotto la loro superficie ghiacciata."