Microbii adânci sub fundul mării supraviețuiesc cu produse secundare ale procesului radioactiv de către Universitatea din Rhode Island

O echipă de cercetători de la Școala de Oceanografie a Universității din Rhode Island și colaboratorii lor au dezvăluit că abundenții microbi care trăiesc în sedimentele antice de sub fundul mării sunt susținute în principal de substanțe chimice create de iradierea naturală a moleculelor de apă.

Echipa a descoperit că crearea acestor substanțe chimice este amplificată semnificativ de mineralele din sedimentele marine .

Spre deosebire de viziunea convențională conform căreia viața din sedimente este alimentată de produse de fotosinteză, un ecosistem alimentat de iradierea apei începe la doar câțiva metri sub fundul mării în mare parte a oceanului deschis .

Această lume alimentată cu radiații este unul dintre cele mai mari ecosisteme ale Pământului.

Cercetarea a fost publicată astăzi în revista Nature Communications .

"Această lucrare oferă o nouă perspectivă importantă asupra disponibilității resurselor pe care comunitățile microbiene subterane le pot folosi pentru a se întreține.

Acest lucru este fundamental pentru a înțelege viața de pe Pământ și pentru a constrânge habitabilitatea altor corpuri planetare, cum ar fi Marte", a spus Justine Sauvage, autorul principal al studiului și un coleg postdoctoral la Universitatea din Göteborg, care a efectuat cercetarea ca doctorand la URI.

Procesul care determină descoperirile echipei de cercetare este radioliza apei - divizarea moleculelor de apă în hidrogen și oxidanți ca urmare a expunerii la radiații naturale.

Steven D'Hondt, profesor URI de oceanografie și coautor al studiului, a declarat că moleculele rezultate devin sursa primară de hrană și energie pentru microbii care trăiesc în sedimente.

„Sedimentul marin amplifică de fapt producția acestor substanțe chimice utilizabile”, a spus el.

"Dacă aveți aceeași cantitate de iradiere în apa pură și în sedimentele umede, veți obține mult mai mult hidrogen din sedimentele umede.

Sedimentul face producția de hidrogen mult mai eficientă.

" Justine Sauvage, autorul principal al studiului, măsoară conținutul de oxigen dizolvat în miezurile de sedimente colectate în Atlanticul de Nord.

Fotografie prin amabilitatea lui Justine Sauvage De ce este amplificat procesul în sedimentele umede nu este clar, dar D'Hondt speculează că mineralele din sediment se pot „comporta ca un semiconductor, făcând procesul mai eficient”.

Descoperirile au rezultat dintr-o serie de experimente de laborator efectuate în Centrul de Științe Nucleare din Rhode Island.

Flacoanele de sediment umed au iradiat Sauvage din diferite locații din Oceanul Pacific și Atlantic, colectate de Programul de foraj oceanic integrat și de navele de cercetare din SUA.

Ea a comparat producția de hidrogen cu fiole iradiate în mod similar cu apă de mare și apă distilată.

Sedimentul a amplificat rezultatele cu până la un factor de 30.

„Acest studiu este o combinație unică de experimente de laborator sofisticate integrate într-un context biologic global”, a declarat co-autorul Arthur Spivack, profesor de oceanografie URI.

Implicațiile constatărilor sunt semnificative.

„Dacă poți susține viața în sedimentele marine subterane și în alte medii subterane, prin divizarea naturală a apei prin radioactivitate, atunci poate poți susține viața în același mod în alte lumi”, a spus D'Hondt.

„Unele dintre aceleași minerale sunt prezente pe Marte și, atâta timp cât aveți acele minerale catalitice umede, veți avea acest proces.

Dacă puteți cataliza producția de substanțe chimice radiolitice la rate ridicate în subsolul umed marțian, ați putea potențial să susțină viața la aceleași niveluri pe care le susține în sedimentele marine .

" Sauvage a adăugat: „Acest lucru este deosebit de relevant având în vedere că Perseverance Rover tocmai a aterizat pe Marte, cu misiunea sa de a colecta roci marțiene și de a-și caracteriza mediile locuibile”.

D'Hondt a declarat că descoperirile echipei de cercetare au implicații și pentru industria nucleară , inclusiv pentru modul în care sunt stocate deșeurile nucleare și modul în care sunt gestionate accidentele nucleare.

"Dacă depozitați deșeuri nucleare în sedimente sau roci, acestea pot genera hidrogen și oxidanți mai repede decât în ​​apa pură.

Această cataliză naturală poate face aceste sisteme de stocare mai corozive decât se realizează în general", a spus el.

Următorii pași pentru echipa de cercetare vor fi explorarea efectului producției de hidrogen prin radioliză în alte medii de pe Pământ și nu numai, inclusiv scoarța oceanică , scoarța continentală și Marte subteran.

De asemenea, vor căuta să promoveze înțelegerea modului în care comunitățile microbiene subterane trăiesc, interacționează și evoluează atunci când sursa lor primară de energie este derivată din scindarea radiolitică naturală a apei.

(Fluierul)