Eduscience

Eduscience

Gdzie udać się w poszukiwaniu życia na Antarktydzie? – do wnętrza skał (?!).

Przenieśmy się na chwilę na kontynent Antarktydy, do środowisk wolnych od lodu zwanych suchymi dolinami (np. Pustynia Rossa). Ze względu na surowość warunków są one porównywane do warunków na powierzchni Marsa. Oprócz niskich temperatur, doskwiera tu nieustanny brak wody, wysoka zawartość soli mineralnych, niska zawartość związków organicznych. Nawet śnieg pada tu rzadko, a jeśli spadnie jest szybko wywiewany lub paruje (sublimuje) nim dotrze do powierzchni ziemi. Pozornie powierzchnia suchych dolin wydaje się zupełnie jałowa. Zdawałoby się, że nic nie ma tu prawa zaistnieć. Tymczasem miejscami w załomach skał i wilgotniejszych stanowiskach kryją się jednak porosty i wolnożyjące glony, a bakterie stanowią niemal połowę biomasy tych rejonów. Na powierzchni skał organizmy najczęściej nie mają szans przetrwania. Jeśli nie porwą ich podmuchy silnego wysuszającego wiatru, zniszczy je słońce (światło UV) oraz duże amplitudy temperatury powietrza (15–30°C) w ciągu doby. Tuż pod powierzchnią skał znajdziemy zaskakujące przykłady adaptacji do ekstremalnych warunków polarnych. Wewnątrz skał powstają zadziwiające i niepowtarzalne zespoły mikroorganizmów. Chroniąc się przed wysuszeniem, mikroorganizmy kolonizują wolne przestrzenie wewnątrz skał. Takie organizmy zasiedlające wnętrze skał zostały nazwane endolitami**. Odkryto już tysiące gatunków organizmów endolitycznych zasiedlających nie tylko zimne, ale również gorące pustynie, półpustynie i sawanny. Endolity są znajdowane także głęboko pod powierzchnią ziemi w skorupie ziemskiej nawet do głębokości 3 km. W definicji endolitów mieszczą się także mikroorganizmy żyjące wewnątrz koralowców, mszywiołów czy muszli. Zrozumienie funkcjonowania zespołów mikroorganizmów endolitycznych, może mieć znaczenie w poszukiwaniach życia poza Ziemią, dlatego tymi zagadnieniami często zajmują się astrobiolodzy.

Na Antarktydzie można spotkać kryptoendolity, które zasiedlają skały tylko na powierzchni ziemi. Są to zwykle zespoły: bakterii heterotroficznych i sinic, glonów – głównie jednokomórkowych zielenic, grzybów – zarówno wolnożyjących, jak i współistniejących z glonami jako porosty. Naukowcy wyróżniają dwa główne rodzaje kryptoendolitów: 1) żyjące w szczelinach, pęknięciach skał i 2) żyjące pod powierzchnią skał, w samej ich strukturze (porach) między ziarnami mineralnymi. Ze względu na to, że istnienie wielu zespołów endolitycznych ściśle zależy od fotosyntezy – występują one tylko w skałach przepuszczających światło słoneczne – np. pod kryształami kwarcu w granitach. Już kilka milimetrów pod powierzchnią zmienia się natężenie światła, temperatura i wilgotność. Dla endolitów te milimetry decydują o możliwości życia. Jeśli spojrzymy na przykładowe kryptoendolity wewnątrz piaskowca na skraju lodowca antarktycznego, zobaczymy, że ich zespoły są ułożone i rosną warstwami. Pod powierzchnią często najpierw leży czarna warstwa porostów, później biała grzybów, a w końcu ok. 8 mm pod powierzchnią znajduje się warstwa glonów i sinic dobrze chroniona przed szkodliwym światłem UV. Endolity rosną niezwykle wolno. Szacuje się, że całkowity czas obiegu węgla w nich trwa setki do tysięcy lat. Zamieszczona fotografia obrazuje zespół endolityczny rozwijający się w strefie wietrzenia gnejsu. Widać na nim charakterystyczne warstwy grzybów (białe) i glonów oraz sinic (zielone). Próbka pobrana była z Larsemann Hills (Wschodnia Antarktyda).


Tekst: dr Magdalena Żmuda-Baranowska


*Geomikrobiologia to dziedzina wiedzy zajmująca się aktywnością mikroorganizmów, głównie grzybów i bakterii, związanych ze skałami powstałymi na drodze procesów chemicznych i biochemicznych. Łączy w sobie wiedzę z mikrobiologii, ekologii, biochemii, fizjologii, jak również z geochemii, mineralogii czy geologii złożowej.

**Endolity to mikroorganizmy żyjące wewnątrz skał lub wewnątrz przestrzeni między ziarnami mineralnymi (w porach skał). Pod definicję endolitów podaje się także mikroorganizmy żyjące wewnątrz koralowców, mszywiołów czy muszli.

Galeria zdjęć