Home

Ondergronds ecosysteem bevat miljarden micro-organismen

Categorie(ën): Ecologie

Internationaal team van onderzoekers ontdekt een onderaards ecosysteem dat wel tweemaal zo groot is als  alle oceanen bij elkaar.

De aarde is meer levend dan we tot dusver dachten, zo blijkt uit onderzoek naar het ‘diepe leven’  dat een rijk ecosysteem onder onze voeten aan het licht heeft gebracht  – met een omvang van bijna tweemaal alle oceanen bij elkaar.

Ondanks de extreme hitte, het ontbreken van licht, minimale aanwezigheid van voedingsstoffen en een zeer hoge druk bevat deze onderaardse biosfeer naar schatting  tussen de 15 en 23 miljard ton micro-organismen, honderden malen het gezamenlijk gewicht van alle mensen op aarde.

Onderzoekers verbonden aan het ‘Deep Carbon Observatory’ zeggen dat de diversiteit aan onderaardse soorten vergelijkbaar is met het Amazonewoud of de Galapagoseilanden, maar anders dan die gebieden is dit ecosysteem nog ongerept, omdat mensen nog nauwelijks  onderzoek hebben gedaan in de diepe ondergrond.

“Het is of we een heel nieuw reservoir aan leven op aarde vinden,” zegt Karen Lloyd (docent aan de Universiteit van Tennessee in Knoxville). “We  ontdekken steeds meer nieuwe levensvormen. Heel veel leven speelt zich af binnen in de aarde en niet aan de buitenkant.” 

Het onderzoeksteam bestaat uit 1200 onderzoekers uit 52 landen, variërend van geologen en microbiologen tot chemici en natuurkundigen. Een jaar voordat hun tienjarig onderzoek wordt afgesloten presenteren ze alvast een aantal ontdekkingen.

Er werden monsters genomen uit boorgaten meer dan 5 km diep en van boringen in de zeebodem om modellen op te stellen van het ecosysteem in de diepte en een schatting te maken van de hoeveelheid levend koolstof dat daar aanwezig kan zijn.

Uit de resultaten blijkt dan 70% van de bacteriën en archea op aarde in de diepte leven, waaronder soorten als Altiarchaeales die bekend zijn van hete zwavelbronnen en Geogemma barossii, een eencellige die bekend is van heetwaterbronnen op de zeebodem bij een temperatuur van 121 graden. Een organisme, dat op 2,5 km diepte werd aangetroffen is, leeft al miljoenen jaren in de diepte en maakt geen gebruik van energie van de zon.Het heeft een manier gevonden om methaan te maken in deze energiearme omgeving. Dat methaan lijkt hij niet te gebruiken om zich te delen of voort te planten, maar alleen om beschadigde onderdelen te vervangen of te repareren.

Lloyd zegt: “Het vreemdste is dat sommige van die organismen duizenden jaren lijken te leven. Ze hebben een actieve stofwisseling, maar die staat stil, en gebruikt minder energie dan we dachten dat mogelijk was om leven in stand te houden.”

Rick Colwell, (microbiologisch ecoloog aan de Oregon Staatsuniversiteit) zegt dat de tijdschaal van het onderaardse leven heel verschillend kan zijn. Sommige micro-organismen leven al duizenden jaren nauwelijks bewegend, behalve met verschuivingen van de tektonische platen, aardbevingen of vulkaanuitbarstingen. “Wij mensen oriënteren ons op relatief snelle processen, dagelijkse cycli gebaseerd op de zon of de maancyclus, maar deze organismen vormen een onderdeel van trage langdurige cycli op een geologische tijdschaal.” 

De onderaardse biosferen verschillen afhankelijk van de geologie en geografie. Hun totale omvang wordt geschat op meer dan 2 miljard kubieke kilometer, maar het kan nog meer blijken te zijn.

Deze ontdekkingen zijn mogelijk geworden door twee technische ontwikkelingen: boortechnieken waarmee men veel dieper in de aardkorst kan doordringen, en verbeterde microscopen waarmee steeds kleinere levensvormen onderzocht kunnen worden.

De onderzoekers hebben geprobeerd een ondergrens te vinden waaronder geen leven meer mogelijk is, maar hoe dieper ze graven, des te meer leven ze vinden. Er is een boventemperatuur – momenteel 122 graden – maar ze geloven dat ook dit record gebroken zal worden als ze meer onderzoeken en nog betere technieken ontwikkelen.

Er blijven vragen open, zoals of het leven vanuit de diepte naar het oppervlak is gekomen of van het oppervlak naar de diepte,  hoe de microben gebruik maken van chemische processen en wat dit kan betekenen over de co-evolutie van de aarde en het leven. Sommige ontdekkingen leiden de onderzoekers naar terreinen als filosofie en exobiologie, het onderzoek naar het buitenaards leven.

Robert Hazen (mineraloog aan het Carnegie Institution for Science) zei: “We moeten ons afvragen: als het leven op aarde zo verschillend kan zijn van  wat we dachten te verwachten op basis van onze bekende wereld, wat voor vreemde zaken we mogen verwachten als we zoeken naar leven op andere werelden?”

Foto: Een nematode, (een eukaryoot, onbekende soort,  van het geslacht Poikilolaimus) in een biofilm, 1,4 km onder de grond (foto: Gaetan Borgonie/AFP/Getty Images/Extreme Life)

Bron:Jonathan Watts in The Guardian, 10 december 2018