În adâncurile Pământului, într-o lume fără lumină și aproape lipsită de condiții pentru viață, oamenii de știință au descoperit o creatură care sfidează tot ce se credea posibil. „Viermele diavol” a schimbat perspectiva cercetătorilor asupra modului în care organismele pot supraviețui în cele mai extreme medii, relatează BBC.
Dacă ai putea fora în pământul de sub tine și ai coborî prin scoarța Pământului, probabil că disconfortul ar apărea rapid. Pe măsură ce lumina soarelui dispare și te apropii tot mai mult de nucleul fierbinte al planetei, temperatura și presiunea cresc, iar apa subterană umple crăpăturile și golurile din roci. La adâncimi toride de aproximativ 1,3 kilometri, ai putea crede că nimic nu ar putea supraviețui acolo.
Dar, dacă ai avea noroc, i-ai putea vedea: miliarde și miliarde de bacterii, care formează uneori covoare portocalii sau albe. Iar dacă ai putea folosi un microscop, poate ai observa chiar și un vierme minuscul, care folosește apendicele de la nivelul gurii pentru a se deplasa pe suprafața rocii.
Acesta este Halicephalobus mephisto, cunoscut drept „viermele diavol”, aflat în căutare de microbi. Deși este extrem de mic – are o lungime de doar câteva fire de păr uman alăturate –, este un adevărat gigant în acest ecosistem microscopic. Când moare în pelicula microbiană asemănătoare mucusului care crește pe roci, oamenii de știință cred că trupul său este consumat de bacterii și alte forme de viață, contribuind la alimentarea acestui ciclu de viață ciudat, aproape „hadeic”.
Înainte de anii 1980, cei mai mulți biologi nu credeau că viața poate exista la mai mult de aproximativ 30 de centimetri sub sol. Descoperirea bacteriilor care trăiesc la mari adâncimi – și identificarea viermelui diavol în 2011 – au reprezentat o schimbare radicală în înțelegerea noastră asupra adâncurilor Pământului.
Povestea acestui vierme arată că viața, chiar și cea animală, poate găsi o cale de supraviețuire fără energia Soarelui sau fără o atmosferă bogată în oxigen, extinzând considerabil limitele pe care oamenii de știință le considerau posibile pentru organismele vii și generând noi ipoteze despre originile și viitorul vieții.
„Dacă poți găsi un vierme acolo jos, ce altceva am putea să fi ratat?”, se întreabă Karen Lloyd, geomicrobiolog la Universitatea din California de Sud. „Este un loc plin de posibilități.”
Datorită unei serii extraordinare de coincidențe favorabile, cercetătorii au reușit să obțină urmași de la acel singur vierme diavol și au studiat intens descendenții săi pentru a înțelege cum supraviețuiește această specie în adâncurile fierbinți și întunecate ale Pământului.
Descoperirea biosferei profunde
Primele dovezi convingătoare privind existența vieții în subsolul adânc au apărut în anii 1990. În 1997, de exemplu, bacterii au fost descoperite la o adâncime de 2,8 kilometri într-un puț de foraj pentru gaze.
La începutul anilor 2000, biologul specializat în viermi Gaetan Borgonie, fondatorul institutului de cercetare non-profit Extreme Life Isyensya din Belgia, s-a întrebat dacă un grup de viermi mici numiți nematode ar putea exista și în adâncurile subterane.
Borgonie își amintește că oamenii de știință mai în vârstă au privit cu scepticism ideea că forme de viață mai complexe ar putea exista în astfel de condiții. El considera însă că merită investigată, cunoscând rezistența acestor animale mici.
În 2003, după ce naveta spațială Columbia s-a dezintegrat în atmosferă, un experiment aflat la bord, care conținea nematode, a căzut de la o altitudine de 64 de kilometri. Viermii au supraviețuit și au fost găsiți ulterior înmulțindu-se.
În 2008, Borgonie și alți specialiști în forme de viață extreme au vizitat mina de aur Beatrix din Africa de Sud. La aproximativ 1,3 kilometri adâncime, echipa a folosit găuri forate în pereții minei pentru a extrage apa cu o temperatură de aproximativ 37 de grade Celsius din interiorul rocilor. Apa a fost trecută prin filtre concepute pentru capturarea formelor mici de viață.
După filtrarea a peste 6.000 de litri de apă, cercetătorii au găsit un singur vierme minuscul.
În alte două mine sud-africane, au filtrat cantități și mai mari de apă – peste 12 milioane de litri într-una dintre locații – și au descoperit mai multe specii de nematode, alături de alte nevertebrate, fungi și organisme microscopice.
„Nu m-am așteptat niciodată să găsesc o grădină zoologică întreagă”, a spus Borgonie.
Majoritatea speciilor descoperite sunt cunoscute și în mediile de suprafață, însă viermele din mina Beatrix – a cărui coadă fusese ruptă în timpul procesului de filtrare – era o specie necunoscută pentru Borgonie.
În 2011, cercetătorii au anunțat că este o specie nouă pentru știință și i-au dat numele Halicephalobus mephisto.
O coadă ruptă este, de obicei, fatală pentru un nematod. Din fericire, individul era o femelă și era capabilă de partenogeneză – adică se putea reproduce fără împerechere. Înainte să moară, a depus opt ouă viabile.
„Am fost foarte, foarte norocoși” că acel exemplar a supraviețuit, spune Borgonie. Nu a mai găsit niciodată un alt vierme diavol.
„A fost viermele care a supraviețuit. Ca Harry Potter”, spune John Bracht, cercetător în genomică la Universitatea Americană din Washington.
Adaptări pentru supraviețuirea în adâncuri
Unii dintre urmașii viermelui diavol au ajuns în laboratorul lui Bracht, unde sunt crescuți în vase Petri, în condiții similare cu cele ale rudei sale apropiate, Caenorhabditis elegans, o specie de nematod intens studiată, care trăiește pe fructe în descompunere.
Există însă diferențe importante. Mephisto nu înoată în apă, ci se agață de pereții tuburilor de plastic, o abilitate care probabil îl ajută să se fixeze pe rocile subterane.
Viermele diavol nu pare interesat de hrana consumată de Caenorhabditis elegans – bacteria E. coli. În schimb, se îndreaptă spre alte bacterii care ajung în vase și formează colonii.
De asemenea, mephisto se dezvoltă slab la temperatura camerei. La 20 de grade Celsius, ciclul său de viață durează opt zile. Preferă însă temperaturi de aproximativ 37 de grade Celsius – condiții care de obicei ucid Caenorhabditis elegans, dar în care viermele diavol se reproduce fericit la fiecare două zile.
Atunci când cercetătorii au analizat ADN-ul speciei în 2019, au descoperit un număr neobișnuit de mare de gene care produc proteine de șoc termic – molecule care protejează alte proteine împotriva deteriorării cauzate de temperaturile extreme.
În 2024, echipa lui Bracht a analizat o altă moleculă, numită citocrom c oxidază, un element esențial în procesul prin care organismele consumă oxigen și produc energia necesară vieții.
Experimentele au arătat că această moleculă funcționează eficient la temperaturi ridicate, dar se oprește la temperatura camerei, încetinind producerea de energie. Acest lucru explică de ce viermii sunt atât de lenți în astfel de condiții.
Bracht consideră că această oprire temporară ar putea fi o strategie de supraviețuire: „Se asigură că se reproduc mai mult în mediul favorabil, care ar fi cel mai cald”.
Cercetătorii studiază și dacă reproducerea partenogenetică reprezintă o altă adaptare. Deoarece viermii diavol s-ar putea întâlni rar cu alți indivizi ai aceleiași specii în vastul mediu subteran, reproducerea fără partener poate fi uneori singura modalitate de a produce urmași.
Viața ascunsă sub suprafața Pământului
Rămâne un mister cum au ajuns aceste organisme în adâncurile planetei. Cercetările realizate de Borgonie și geobiologul Cara Magnabosco de la ETH Zürich sugerează că cel puțin unele nematode migrează din mediile de suprafață prin intermediul apei, posibil ajutate de mișcările produse de activitatea seismică.
„Trebuie să existe o conexiune și un transport al lor de la suprafață către acest mediu profund”, spune Magnabosco.
Cercetătorii estimează că microbii din biosfera profundă reprezintă între 12% și 20% din biomasa totală a microbilor de pe Pământ.
Aceste bacterii subterane, care au dezvoltat strategii complexe pentru a obține carbon și energie într-o lume întunecată, probabil susțin forme de viață mai complexe, precum nematodele.
Ele nu doar oferă hrană, ci pot produce și cantități mici de oxigen necesare viermilor, explică Lloyd. De asemenea, prin influențarea nivelului de aciditate din peșterile subterane pline cu apă, bacteriile pot contribui la crearea unui mediu favorabil dezvoltării unor organisme mai mari.
Nevertebratele, la rândul lor, hrănesc microbii: prin azotul eliminat în urma digestiei și prin carbonul eliberat atunci când corpurile lor se descompun.
Aceste ecosisteme subterane ar putea exista de milioane de ani. Cercetări realizate de Maggie Lau, de la Institutul Chinez pentru Știința și Ingineria Mării Adânci, și colegii săi au identificat dovezi că o specie de bacterie subterană ar putea exista în scoarța terestră încă de la fragmentarea supercontinentului Pangeea, începută în urmă cu aproximativ 165 de milioane de ani, când dinozaurii dominau planeta.
Viermele diavol și rudele sale subterane ar putea fi printre cele mai rezistente forme de viață de pe Pământ. Studierea biosferei profunde ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine condițiile în care au apărut primele forme de viață și chiar să ghideze căutarea vieții extraterestre.
Dacă există viață pe Marte, este posibil ca aceasta să se ascundă sub suprafață.
Iar în cazul în care un asteroid ar lovi Pământul și ar distruge viața de la suprafață, viața ar putea reapărea datorită organismelor care trăiesc în adâncurile planetei.
„Noi, oamenii, credem că dominăm lumea, dar nu este așa”, spune biochimistul Esta van Heerden, cercetător principal la compania sud-africană de bioremediere iWater, care a făcut parte din echipa ce a descoperit viermele diavol.
„A fost extrem de umilitor pentru mine să înțeleg că aceste organisme au existat aici timp de milioane, dacă nu miliarde de ani, și vor rămâne aici mult timp după ce noi vom dispărea.”
Sursă: stiripesurse.ro
