Chłód i głód mu niestraszne
Zespół badaczy z Penn State University doniósł o odkryciu niezwykle drobnych bakterii, które od stu dwudziestu tysięcy lat żyły na głębokości trzech kilometrów pod powierzchnią lodowca na Grenlandii. Zdolność tego niezwykłego mikroorganizmu do przetrwania w warunkach ekstremalnie niskiej temepratury, wysokiego ciśnienia oraz obniżonej zawartości tlenu i substancji odżywczych może uczynić go wyjątkowym modelem do badań nad mechanizmami pozwalającymi na przetrwanie w skrajnie niekorzystnych środowiskach.
Odkryte bakterie charakteryzują się tak drobnymi komórkami, że przedostają się one przez standardowe filtry mikrobiologiczne. Co ciekawe, podobne bakterie powszechnie spotykane są w wielu innych środowiskach - stwierdzono ich obecność oraz wzrost nawet w hiperczystej wodzie używanej do przeprowadzania dializ. Jak zaznacza dr Jennifer Loveland-Curtze, współautorka badań, ultramałe komórki mogą stanowić dla nas realne zagrożenie jako potencjalne źródło zakażeń, które mogą dotyczyć np. roztworów stosowanych w medycynie.
Na razie nie są znane przyczyny wyjątkowej wytrzymałości grenlandzkich mikrobów. Wiadomo natomiast, że bakterie te, należące do gatunku Chryseobacterium greenlandensis, są genetycznie spokrewnione z niektórymi rodzajami mikroorganizmów zamieszkujących ciała niektórych ryb, a także żyjących w morskim dnie i strefie korzeniowej niektórych roślin. Co ciekawe, jest to dopiero dziesiąty opisany gatunek, zdolny do przeżycia w tak niekorzystnych warunkach.
Badania nad C. greenlandensis były niezwykle trudne z uwagi na jego wyjątkowe właściwości. Aby rozpocząć hodowlę komórek bakteryjnych, niezbędne było ich odfiltrowanie z próbki lodu, a następnie przeniesienie do wyjątkowo ubogiej pożywki, niemal całkowicie pozbawionej tlenu. Całość wstawiono do silnie wychłodzonej komory, dzięki czemu stworzono warunki odzwierciedlające życie wewnątrz masy lodowca.
Członkowie zespołu wierzą, że analiza odkrytego niedawno mikroorganizmu pozwoli na dokładniejsze zbadanie, w jaki sposób fizjologia komórek oraz procesy biochemiczne zmieniają się podczas długotrwałej izolacji od świata zewnętrznego i w wyniku braku interakcji z innymi organizmami. Jak mówi dr Loveland-Curtze, mikroby stanowią jedną trzecią, a może nawet więcej, ziemskiej biomasy, lecz opisano dotąd poniżej 8000 gatunków spośród około trzech milionów, które przypuszczalnie istnieją. Odkrycie tego gatunku jest waznym krokiem w naszym przedsięwzięciu związanym z odkrywaniem i hodowlą tych organizmów oraz wykorzystywaniem ich wyjątkowych cech.
Oficjalna prezentacja odkrycia nastapiła na spotkaniu Amerykańskiego Stowarzyszenia Mikrobiologii w Bostonie.
Komentarze (11)
waldi888231200, 5 czerwca 2008, 04:18
Kretyni a nie naukowcy:
1) jakie ciśnienie?? przecież są jaskinie i jakie jest tam cisnienie(poza ciśnieniem moczu)
2)ile wynosi temperatura lodowca skoro woda zamarza przy 0 st i już półmetra lodu zapobiega dalszemu zamarzaniu wody (a co dopiero na trzech kilometrach)
3)jaka obniżona zawartość tlenu skoro woda jak zamarza to jest go tam 33% czyli więcej niż w powietrzu.
4)mało jedzenia ale jak tworzył się lodowiec to żarcie zamarzło razem z nimi. 8)
mikroos, 5 czerwca 2008, 06:48
Gdyby żyły w jaskini, byłyby de facto zawieszone w powietrzu. A nie były, bo wyciągnięto je z lodowego bloku.
Ale ten lód narastał przez tysiące, jak nie miliony lat, cały czas w ten samej temperaturze. Całe to gadanie o zapobieganiu zamarzaniu ma sens z punktu widzenia pojedynczego sezonu, ale nie w wiecznej zmarzlinie!
Ale był zużywany przez co najmniej 120 000 lat, więc bardzo możliwe, że jest go mało. Poza tym, jak widać, wykonano pomiar i otrzmano wynik, więc po co polemizujesz z oczywistym wynikiem pomiaru?
I musiało starczyć na 120 000 lat.
ZolV, 5 czerwca 2008, 09:21
mikroos : dziekuje za konkrety, z przyjemnoscia czytam takie sprostowania.
p.s.
Czy Wy tez zauwazyliscie wysyp dzieci Onetu po zmianie layoutu graficznego KW?
j50, 5 czerwca 2008, 11:29
Panowie, jest trochę nieporozumień w tej dyskusji.
Zatem odnośnie jaskiń lodowych. Na głębokości 3 km lód pod ciśnieniem jest tak plastyczny, że jaskinie mogą tam występować tylko w kanałach zalanych wodą równoważącą to ciśnienie. W innym przypadku następuje szybkie zamknięcie komory w lodzie.
Z tą temperaturą lodu to też są rózne ciekawostki. Generalnie wyróżniamy lodowce ciepłe i zimne. W lodowcach ciepłych w całym przekroju może występować temperatura topnienia lodu. To wcale nie oznacza, że 0°C - bowiem punkt topnienia/zamarzania wody jest zależny od ciśnienia. Pod wyższym ciśnieniem woda zamarza w niższej temperaturze. W lodowcach zimnych temperatura jest niższa niż punkt przemian fazowych wody. Takie lodowce są zwykle statyczne - powoli się tam lód przemieszcza. I tak jest na Grenlandii. Ale odnośnie wpływu temperatury i ciśnienia na życie bakterii powinni się wypowiedzieć biolodzy, a ja biologiem nie jestem. Mogę tylko zauważyć, że oba te parametry są do pewnego stopnia zbliżone. Temperatura jest bowiem, o ile dobrze wiem, energią kinetyczną ruchu cząstek. Natomiast ciśnienie jest tym samym, ale normowanym do jednostki przekroju poprzecznego. Jedno i drugie musi zatem mieć wpływ na te organizmy w sensie energetycznym.
Lód jest ciałem stałym, ale pod ciśnieniem ujawnia własności plastyczne. Może pełzać, jego kryształy ulegają przebudowie. Na styku kryształów lodu może i powinna występować woda ciekła. We wnętrzu lodu występuja też inkluzje wody i powietrza. W wyniku tego w lodzie może następować gromadzenie składników odżywczych z okresu jego utworzenia. Być może także może następować powolna wymiana tych składników.
Co do tego tlenu. Rozumiem, że chodzi o tlen rozpuszczony, fizycznie i chemicznie. Tlen fizycznie rozpuszczony występuje w wodach powierzchniowych i opadowych. Dlatego może występować w lodzie. Inkluzje gazowe w lodzie także mogą zawierać tlen. Jego długa obecność warunkowana jest tym, że substancji organicznych mogących podlegac utlenianiu jest tam niewiele. Temperatura zaś jest niska, co silnie spowalnia procesy utleniania. Tlen chemicznie związany powinien być widziany nie jako biorący udział w składzie cząsteczek wody, a w składzie substancji mogących być utleniaczami. Substancjami tymi mogą być sole na najwyższym stopniu utlenienia: np. siarczany, azotany itp. Stanowią one powszechnie występujący składnik opadów atmosferycznych, z których powstaje lód lodowcowy. W procesach biochemicznych odzysk tlenu z tych utleniaczy jest możliwy. Pojawiają się wtedy siarczyny, azotyny lub formy na jeszcze niższym stopniu utlenienia.
W artykule tym jest dla mnie bardzo interesującym zupełnie co innego. Chodzi o genezę tych bakterii. Pochodzą zatem z dawnych opadów atmosferycznych, z powietrza kontaktującego się z dawnym lodem na powierzchni dawnego lodowca, czy może są formami ewolucyjnymi innych bakterii? 120000 lat to długi okres i być może zbliżony typ organizmów żyjących dawniej na powierzchni mógł ewoluować ku przystosowaniu się do warunków w głębi lodowca. Ciekaw jestem, czy to próbowano przeanalizować.
Na koniec dodam pewną informację, być może ważną w aspekcie tego artykułu. Nie wiem, czy obserwowaliście kiedykolwiek śnieg. Np. w Tatrach. Często jest to śnieg kolorowy (czerwonawy, zielonkawy). Spowodowane jest to tym, że na powierzchni śniegu bytują dość liczne organizmy - szczególnie glony. Takie same kolorowe śniegi widywałem na Spitsbergenie. Pojawia się zatem kolejny akcent w tej sprawie - akcent łańcucha troficznego w środowisku śnieżno-lodowym. Zanim bowiem śnieg stał się lodem, pojawiały się glony i inne mikroorganizmy na jego powierzchni. Zatem źródłem substancji odżywczych nie jest sam opad śnieżny - a jest ich więcej. Ja myślę, że właśnie to zjawisko może byc kluczowym w wyjaśnianiu istoty przetrwania tych mikroorganizmów.
j50
mikroos, 5 czerwca 2008, 16:49
Nawet w samym artykule jest wspomniane o bliskim krewniaku tego mikroorganizmu, który zamieszkuje różne środowiska, często te, w któryc nie jest mile widziany - choćby naczynia z roztworami do zastosowań medycznych. Tak więc pewna homologia istnieje, choć rzeczywiście niesamowicie ciekawe jest samo to, że od tych 120 000 lat organizm ten żył w niemal stałych warunkach i w totalnej izolacji od innych form życia. A do tego wszystkiego, z racji oddzielenia od powierzchni solidną warstwą lodu, był znacznie mniej (choć oczywiście nie zupełnie) narażony na mutacje spowodowane promienowaniem kosmicznym. Także generacja wewnątrzkomórkowych wolnych rodników i innych czynników toksycznych dla DNA była wolniejsza z uwagi na niską temperaturę. I jeszcze do tego wszystkiego żyje w warunkach, w których przecież dookoła jest zamarznięta na kość woda, a on utrzymuje własną cytoplazmę w stanie płynnym i ma się nieźle. To jest dopiero ciekawe!
waldi888231200, 5 czerwca 2008, 17:12
Dzięki j50 , rejony podbiegunowe są zasypywane czastkami z kosmosu tak więc papu dla bakteri nie brakuje, jaskinia dla bakterii ma rozmiar słabo widoczny pod mikroskopem.
Skąd wzięły się tam bakterie które występują w korzeniach drzew?? ano z cyklicznych katastrof , ruchu bieguna magnetycznego, a kto wie czy nie z orbity. 8)
mikroos, 5 czerwca 2008, 19:57
Pytanie, jaka część spadającej z kosmosu materii ma szansę stać się pożywieniem dla bakterii? I jaka część dotrze na głębokość trzech kilometrów, czyli tam, gdzie żyje ten mikrob?
waldi888231200, 5 czerwca 2008, 21:39
w skale ryją się i 500m w lodzie pewno jeszcze głębiej. 8)
mikroos, 5 czerwca 2008, 21:44
Potrafisz to udowodnić, że drobne cząstki materialne z kosmosu potrafią wbić się tak głęboko? Pomijamy duże meteoryty i asteroidy!
waldi888231200, 5 czerwca 2008, 22:17
Ja to wycztałem w wielu książkach i to już mnie nie dziwi (pięć mionów przebija ci głowę na sek) miliard na sek uderza cię cząstek alfa na cm2 na sek, o elektronach , fotonach, neutrinach nie wspomne.
szukaj: wielkie pęki , promieniowanie kosmiczne. 8)
http://pl.wikipedia.org/wiki/Wielki_p%C4%99k_atmosferyczny
http://images.google.pl/imgres?imgurl=http://gallery.astronet.pl/images/01438m.jpg&imgrefurl=http://news.astronet.pl/news.cgi%3F1419&h=120&w=111&sz=4&hl=pl&start=14&um=1&tbnid=z28bFmo55YFawM:&tbnh=88&tbnw=81&prev=/images%3Fq%3Dwielkie%2Bp%25C4%2599ki%2B%26um%3D1%26hl%3Dpl%26sa%3DN
Koincydencja ta nie zależała praktycznie od odległości pomiędzy licznikami w zakresie od pięciu do 300 m (na zwiększenie tej odległości nie zezwalały warunki techniczne pomiaru). Auger wyciągnął stąd wniosek, że cząstki docierające równocześnie do powierzchni Ziemi na tak dużym obszarze, muszą mieć to samo źródło - są skutkiem wtargnięcia do atmosfery jednej wysokoenergetycznej cząstki promieniowania kosmicznego.
Tak , tak jesteśmy przebijani bez przerwy a do łatania jest potrzebna wit. C . 8)
mikroos, 5 czerwca 2008, 22:45
A masz może jakiś pomysł, w jaki sposób bakteria ma sie odżywić cząsteczkami wchodzącymi w skład pęku?