Ανακάλυψη-ορόσημο φέρνει πιο κοντά την εξωγήινη ζωή: Οργανισμοί κάνουν φωτοσύνθεση σε σπήλαιο χωρίς Ήλιο
- Η βιολόγος σπηλαίων Hazel Barton ανακάλυψε μικροοργανισμούς που αξιοποιούν την ενέργεια από το φως, παρά το γεγονός ότι ζουν σε πλήρες σκοτάδι, γεγονός που αλλάζει την κατανόησή μας για τη φωτοσύνθεση και τη δυνατότητα ζωής σε δυσμενή περιβάλλοντα.
- Τα φωτεινά πράσινα μικρόβια εντοπίστηκαν σε τοίχο μέσα σε σπηλιές κάτω από τους βαθιούς βραχώδεις φαράγγους της ερήμου Chihuahuan στο Νέο Μεξικό.
- Οι σπηλιές αυτές, που αποτελούν μέρος του Carlsbad Caverns National Park, σχηματίστηκαν πριν από τέσσερα έως έντεκα εκατομμύρια χρόνια λόγω της διάλυσης του ασβεστόλιθου από το θειικό οξύ.
Μικροοργανισμοί που αξιοποιούν το φως για την παραγωγή ενέργειας, ακόμη και μέσα στο απόλυτο σκοτάδι, εντοπίστηκαν στα σπήλαια του Εθνικού Πάρκου Carlsbad Caverns στο Νέο Μεξικό. Η ανακάλυψη, από τη βιολόγο σπηλαίων Hazel Barton και τον μικροβιολόγο Lars Behrendt, ανατρέπει όσα γνωρίζαμε για τη φωτοσύνθεση και ανοίγει νέους δρόμους στην αναζήτηση ζωής πέρα από τη Γη.
«Ο τοίχος ήταν έντονα πράσινος, το πιο φωτεινό πράσινο που μπορεί κανείς να φανταστεί, κι όμως οι μικροοργανισμοί ζούσαν στο απόλυτο σκοτάδι», περιγράφει η Barton, καθηγήτρια γεωλογικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα.
Κάτω από τα βαθιά φαράγγια της ερήμου Chihuahuan εκτείνεται ένα δίκτυο 119 σπηλαίων, σχηματισμένων πριν από 4 έως 11 εκατομμύρια χρόνια, όταν το θειικό οξύ διέλυσε τα ασβεστολιθικά πετρώματα. Το πιο γνωστό από αυτά, η σπηλιά Carlsbad, προσελκύει κάθε χρόνο περίπου 350.000 επισκέπτες.
Μια ανακάλυψη στο απόλυτο σκοτάδι
Το 2018, ο Behrendt, αμέσως μετά την ολοκλήρωση του διδακτορικού του, κάλεσε την Barton να συμμετάσχει σε αποστολή εξερεύνησης. Καθώς προχωρούσαν βαθύτερα στη σπηλιά, εντόπισαν μια σκοτεινή εσοχή όπου, υπό το φως ενός φακού, αποκαλύφθηκε μια πράσινη επιφάνεια γεμάτη μικροοργανισμούς.
Οι αναλύσεις αποκάλυψαν ότι επρόκειτο για κυανοβακτήρια, μονοκύτταρους οργανισμούς που συνήθως βασίζονται στο ηλιακό φως για τη φωτοσύνθεση. Ωστόσο, στο περιβάλλον αυτό χωρίς καθόλου ηλιακή ακτινοβολία, τα κυανοβακτήρια αξιοποιούσαν μια ειδική μορφή χλωροφύλλης ικανή να απορροφά εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία.
Η χλωροφύλλη αυτή, γνωστή ως τύποι d και f, επιτρέπει στους μικροοργανισμούς να παράγουν ενέργεια από φως αόρατο στο ανθρώπινο μάτι. Τα ασβεστολιθικά τοιχώματα λειτουργούν σαν φυσικοί καθρέφτες, αντανακλώντας την υπέρυθρη ακτινοβολία βαθύτερα μέσα στο σπήλαιο.
Η σημασία για την αναζήτηση εξωγήινης ζωής
Η ανακάλυψη έχει ιδιαίτερη αξία για την αστροβιολογία. Οι περισσότεροι πλανήτες που έχουν εντοπιστεί έως σήμερα περιστρέφονται γύρω από ερυθρούς νάνους, άστρα που εκπέμπουν κυρίως υπέρυθρο φως. Αν η φωτοσύνθεση μπορεί να λειτουργήσει με τέτοιο φως, τότε η πιθανότητα ύπαρξης ζωής σε άλλους κόσμους αυξάνεται σημαντικά.
«Η πλειονότητα των άστρων στον γαλαξία μας είναι τύπου Μ και Κ, δηλαδή εκπέμπουν κυρίως υπέρυθρο φως», σημειώνει η Barton. «Κι όμως, γνωρίζουμε ελάχιστα για το πώς η ζωή θα μπορούσε να προσαρμοστεί σε τέτοιες συνθήκες φωτός».
Επόμενα βήματα της έρευνας
Η Barton και ο Behrendt έχουν προτείνει στη NASA ένα νέο ερευνητικό πρόγραμμα για τον καθορισμό των ορίων στα οποία μπορεί να υπάρξει φωτοσυνθετική ζωή. Στόχος είναι να μετρηθεί το ελάχιστο επίπεδο φωτός που απαιτείται για την επιβίωση των κυανοβακτηρίων στα πιο σκοτεινά σημεία των σπηλαίων.
«Προσπαθούμε να προσδιορίσουμε το μικρότερο επίπεδο φωτός και το μεγαλύτερο μήκος κύματος στο οποίο μπορεί να πραγματοποιηθεί φωτοσύνθεση», εξηγεί η Barton. Τα δεδομένα αυτά θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να περιορίσουν τη λίστα των άστρων που ενδέχεται να φιλοξενούν πλανήτες με ζωή.
Όπως υπογραμμίζει η ίδια, «αν εντοπίσουμε οξυγόνο στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη, αυτό θα αποτελέσει έναν ισχυρό δείκτη ότι ίσως υπάρχει ζωή εκεί έξω».