في أعماق الأرض، وفي الظلام تحت النشاط الذي يطن على السطح، يعيش مجتمع من الميكروبات أفضل حياتهم في عزلة.
ما يميز هذه الكائنات بشكل لا يصدق هو أنها منفصلة منذ مليارات السنين، وهي فترة أطول بكثير من أي ميكروب آخر تحت الأرض رأيناه على الإطلاق. إن اكتشاف الميكروبات التي تعيش في صخور عمرها ملياري عام حطم الرقم القياسي السابق البالغ 100 مليون عام.
“لذلك هذا اكتشاف مثير للغاية،” يقول عالم الأحياء المجهرية يوهي سوزوكي من جامعة طوكيو.
إنه أمر رائع: الميكروبات الموجودة في جيوب معزولة تحت الأرض مثل هذه تتطور بشكل أبطأ لأنها منفصلة عن الضغوط العديدة التي تدفع التطور في الموائل الأكثر كثافة سكانية.
وهذا يعني أن المجتمع الميكروبي يمكن أن يخبرنا بأشياء لا نعرفها عن التطور الميكروبي على الأرض. لكنها تشير أيضًا إلى أن المجتمعات الميكروبية الموجودة تحت الأرض ربما لا تزال على قيد الحياة يوم الثلاثاءيبقى على قيد الحياة لفترة طويلة بعد جفاف المياه السطحية.
“لا نعرف ما إذا كانت الصخور التي يبلغ عمرها ملياري عام صالحة للسكن أم لا.” يشرح سوزوكي.
“من خلال دراسة الحمض النووي وجينومات مثل هذه الميكروبات، يمكننا أن نفهم تطور الحياة المبكرة جدًا على الأرض.”
تم حفر العينة الصخرية من عمق 15 مترًا (50 قدمًا) تحت الأرض مجمع بوشفيلد الناري في شمال شرق جنوب أفريقيا. هذا التكوين ضخم، حيث تشكل منذ حوالي 2 مليار سنة من تبريد الصهارة المنصهرة تحت السطح والتي اخترقت 66000 كيلومتر مربع (25500 ميل مربع) من القشرة الأرضية.
اعتقد سوزوكي وزملاؤه أن تشكل الصخور وتطورها مع مرور الوقت من شأنه أن يساعد على بقاء الميكروبات على المدى الطويل. لقد استعانوا بالبرنامج الدولي للحفر العلمي القاري لاستخراج عينة أساسية يبلغ طولها 30 سم (قدم واحدة) من مجمع Bushveld Igneous Complex وبدأوا في البحث عن علامات الحياة الميكروبية.
أولاً، كان عليهم أن يستبعدوا أن أي ميكروبات وجدوها كانت أصلية في الموطن وليست نتيجة للتلوث الناتج عن عملية الاستخراج. لقد استخدموا تقنية طوروها منذ سنوات تعقيم الجزء الخارجي للعينة قبل تقطيعها إلى قطع، يجب فحص محتوياتها.
وفي وقت لاحق قاموا أ صبغة السيانين لتلوين القطع. ترتبط هذه الصبغة بالحمض النووي، لذا إذا كان هناك أي حمض نووي في العينة، فيجب أن تتوهج مثل شجرة عيد الميلاد عند تعرضها لطيف الأشعة تحت الحمراء. وهذا ما حدث.
وكانت العينة محاصرة بالطين، مما أدى إلى انسداد الأوردة بالقرب من الجيوب الموجودة في الصخر بالقرب من المستعمرات الميكروبية.
وكانت نتيجة تعبئة الطين هذه متعددة الجوانب: فقد وفرت مصدرًا للميكروبات لتعيش عليه، مما يمكنه استقلاب المواد العضوية وغير العضوية؛ وهو يغلق الصخور بشكل فعال، ويمنع الميكروبات من الهروب وأي شيء آخر، بما في ذلك سائل الحفر، من الدخول.
ويجب تحليل المجتمع الميكروبي الموجود في الصخر بمزيد من التفصيل، بما في ذلك تحليل الحمض النووي، لتحديد كيفية تغيره أو عدم تغيره على مدار ملياري سنة منذ عزله عن الكائنات الحية الأخرى على الأرض.
سيقوم الفريق باستعادة عينات إضافية من مجمع Bushveld Igneous Complex للمساعدة في توصيف الميكروبات الموجودة هناك وملاءمتها مع التاريخ التطوري للأرض.
وبالطبع هناك تأثيرات يمكننا رؤيتها على الأرض.
“أنا مهتم جدًا بإمكانية العثور عليها ليس فقط على الأرض، ولكن على الكواكب الأخرى بالإضافة إلى الميكروبات الجوفية.” يقول سوزوكي.
“إن جهود مركبة المريخ التابعة لناسا تعمل الآن على إعادة صخور من نفس عمر تلك التي استخدمناها في هذه الدراسة. أنا متحمس للعثور على ميكروبات في عينات من الأرض قبل ملياري سنة وتأكيد صحتها. يمكننا الآن العثور عليها في العينات من المريخ.”
نشرت في الأطروحة البيئة الميكروبية.