Bakteria starsza od najstarszych dinozaurów została ostatnio przywrócona do życia
Grupa amerykańskich naukowców - jak ogłosił tygodnik "Nature" - wydobyła z ziemi i ożywiła bakterie, które spędziły w stanie hibernacji 250 mln lat.
Grupa naukowców z West Chester University w Pensylwanii, kierowana przez dr. Russella Vreelanda, pobrała z odwiertu głębinowego w Nowym Meksyku próbki kryształków halitu, czyli zwykłej soli kuchennej - podobnej do tej wydobywanej w Wieliczce. Sól leżała 250 mln lat w ziemi. W niektórych kryształach udało się naukowcom odkryć mikrokropelki wody. To w nich - jak przypuszczali naukowcy - mogły się ukryć bakterie.
Żeby nie dopuścić do zanieczyszczenia halitu przez współczesne ziemskie mikroorganizmy, uczeni poddali kryształki soli działaniu silnie żrących substancji - wysokoprocentowego ługu sodowego i kwasu solnego. Następnie przy zachowaniu bardzo sterylnych warunków mikrokropelki wody zostały umieszczone w specjalnym bulionie (czyli pożywce) dla słonolubnych bakterii. Wynik był zaskakujący - w bulionie zaczęły się rozmnażać drobnoustroje. Z analizy ich wyglądu i DNA można wnosić, że są to przedstawiciele dobrze znanego i rozpowszechnionego dziś na Ziemi rodzaju Bacillus. Ich bliźniaczo podobne słonolubne siostry żyją m.in. w Morzu Martwym.
Czy jest jednak możliwe, aby jakieś organizmy przeżyły aż 250 mln lat? Bakterie są zdolne do przejścia w stan hibernacji, chociaż trudno było uwierzyć, że na tak niewyobrażalnie długi czas. Niektóre z nich (na przykład te z rodzaju Bacillus) są bowiem w stanie wytwarzać formy przetrwalnikowe - tzw. endospory. Odkryto je już dość dawno m.in. w liczącej 118 lat konserwie mięsnej oraz w 166-letniej butelce angielskiego piwa. Dzięki temu naukowcy dowiedzieli się, że pewne drobnoustroje w nie sprzyjających warunkach (na przykład przy niedoborze wody czy substancji odżywczych) budują grubą i niezwykle odporną błonę komórkową. Chowają się w niej, zwalniając albo w ogóle powstrzymując przemianę materii. Tak zahibernowane czekają, aż powrócą "dobre czasy". Właśnie takie endospory bakterii Bacillus zawierały mikrokropelki morskiej wody ukryte we wnętrzu kryształów soli.
Od wielu już lat naukowcy dyskutują, jak długo bakterie są w stanie przeżyć w postaci przetrwalników. Pierwsze sensacyjne doniesienia na ten temat pojawiły się ponad 30 lat temu. Radzieccy naukowcy twierdzili wówczas, że udało im się pobrać na Uralu próbki soli liczące kilkaset milionów lat i ożywić znajdujące się w nich bakterie. Rosjanie zostali wówczas niemalże wyśmiani, a znalezienie bakterii uznano za rezultat braku sterylności w czasie badań. Jednak w 1995 r. naukowcy z California Polytechnic State University poddali badaniu bursztyn z pszczołą uwięzioną w nim przed 30 mln lat. Podczas operacji przypominającej sceny z filmu "Jurasic Park" pobrano próbki z jelita owada. Następnie po umieszczeniu ich na odpowiedniej pożywce udało się ożywić bakterie liczące kilkadziesiąt milionów lat. Ich wiek był szokujący, chociaż dzisiaj blednie przy sędziwym wieku właśnie odkrytych przedstawicielek rodzaju Bacillus.
Odkrycie to nie jest tylko ciekawostką i pobiciem swoistego rekordu długowieczności. Pokazuje ono, jak odporne są drobnoustroje na zmieniające się warunki środowiska. Z tego stwierdzenia z kolei można wyciągnąć dwa ważne wnioski. Po pierwsze, naukowcy powinni niezwykle uważać przy pobieraniu próbek, na przykład z bardzo głęboko położonych warstw lodu na Antarktydzie. Mogą się w nich znajdować w stanie uśpienia drobnoustroje, które rozwijały się i żyły w środowisku bardzo odmiennym od naszego. Istnieje prawdopodobieństwo, że w starciu z takim "antycznym bakcylem" bylibyśmy (a dokładnie nasz układ odpornościowy) całkowicie bezbronni. Po drugie, odkrycie tak długowiecznych bakterii daje silny argument zwolennikom hipotezy, iż proste mikroorganizmy są zdolne odbywać podróże kosmiczne i zasiedlać inne planety. 250 milionów lat bowiem w zupełności wystarczy, aby odbyć podróż na przykład z Ziemi do obcego układu planetarnego.
Na pomysł wędrujących pomiędzy planetami czy nawet gwiazdami zarodników życia wpadł już 1903 r. szwedzki chemik Savnte Arrhenius. Początkowo jego teoria była traktowana sceptycznie, jednak z czasem uczeni zaczęli się przekonywać, jak odporne na niekorzystne warunki środowiska potrafią być ziemskie mikroorganizmy. Jeszcze w latach 60. badacze z amerykańskiej agencji kosmicznej NASA skonstruowali "pułapki na bakterie", które rozmieszczono w różnych warstwach atmosfery. Okazało się, że na wysokości 15 km (gdzie panuje temperatura około minus 40°C) w 1000 m sześc. znajdowało się 100 rozmaitych drobnoustrojów. W miarę wzrostu odległości od Ziemi liczba ta systematycznie malała, ale nawet na wysokości 50 km próbki atmosfery zawierały mikroorganizmy.
Niedawno naukowcy austriaccy stwierdzili, że żyjące w chmurach bakterie są w stanie rozmnażać się w tym środowisku. Zdolność do życia "na wysokim poziomie" nie musi jednak oznaczać umiejętności przetrwania w warunkach panujących w otwartej przestrzeni kosmicznej. Jak się jednak okazuje, nawet z takimi problemami bakterie potrafią sobie poradzić. W 1968 r. niemieccy aerobiolodzy z instytutu w Grafschaft niedaleko Kolonii postanowili "zapakować" do francuskich rakiet typu Veronique najrozmaitsze proste organizmy żywe - bakterie, grzyby i zarodniki roślin. Następnie wystrzelono je na wysokość 350 km. Tam były wystawione na działanie zimna (minus 150°C), próżni i wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego oraz ultrafioletowego. Ku zaskoczeniu badaczy niektóre bakterie potrafiły sobie poradzić nawet z takimi torturami. Doświadczenie to zostało potwierdzone przypadkiem w latach 70. przez amerykańskich kosmonautów, którzy zabrali na Księżyc bakterię ukrytą w kamerze. Nawet z tak dalekiej podróży powróciła żywa. Podobne eksperymenty przeprowadzili w lipcu tego roku naukowcy z NASA i Maryland Biotechnology Institute. Wysłali oni 100 mln komórek bakteryjnych w trasę podobną do historycznego lotu orbitalnego pierwszego amerykańskiego kosmonauty Allana Shepparda. Na pokładzie rakiety znalazły się m.in. przedstawicielki gatunku Deinococcus radiodurans, zdolne znieść promieniowanie jonizujące emitowane przez substancje radioaktywne.
Poczynione obserwacje skłoniły badaczy do wysunięcia przypuszczenia, że bakterie w przetrwalnikowej formie są w stanie odbywać podróże kosmiczne pomiędzy planetami Układu Słonecznego, niesione jedynie ciśnieniem promieniowania słonecznego. Obliczenia wykazały nawet, że taka wędrówka odbywałaby się z większą prędkością niż podróże ziemskich sond planetarnych. Pogląd ten jest wszak przyjmowany dość sceptycznie. Uważa się bowiem, że przebywanie długi czas w skrajnie zimnej przestrzeni kosmicznej, przeszywanej zabójczym promieniowaniem, byłoby nie do zniesienia nawet dla "superbakterii". Co innego jednak, gdyby taka podróż odbywała się choćby we wnętrzu kryształka soli zamkniętego w większym fragmencie skały. Już nawet kilkucentymetrowa warstwa skalna zdołałaby uchronić bakterie przed promieniowaniem ultrafioletowym i kosmicznym.
Można sobie wyobrazić, że jakiś meteoryt uderza w Ziemię, a na skutek zderzenia w kosmos zostaje wyrzucony kawałek skały z "uśpionymi" bakteriami. Po trwającej miliony lat podróży dociera on do planety, gdzie panują sprzyjające warunki do życia. W takich okolicznościach "pasażerowie na gapę" mogą się wydostać ze swej arki i zasiedlić nowy świat.
Dowodem na to, że tego rodzaju zdarzenia są możliwe, jest słynny meteoryt ALH 84001, będący fragmentem Marsa. Część badaczy twierdzi nawet, że zawiera on w swoim wnętrzu liczące około 4 mld lat skamieniałości podobne do ziemskich bakterii. Ich zdaniem, wskazuje to drogę, dzięki której życie może się przenosić pomiędzy planetami. "Być może wszyscy jesteśmy Marsjanami" - zażartował na konferencji prasowej jeden z odkrywców mikroskamieniałości w meteorycie ALH 84001. Po odnalezieniu żywych bakterii liczących 250 mln lat stwierdzenie to przestaje już być jedynie efektowną figurą retoryczną.
Grupa naukowców z West Chester University w Pensylwanii, kierowana przez dr. Russella Vreelanda, pobrała z odwiertu głębinowego w Nowym Meksyku próbki kryształków halitu, czyli zwykłej soli kuchennej - podobnej do tej wydobywanej w Wieliczce. Sól leżała 250 mln lat w ziemi. W niektórych kryształach udało się naukowcom odkryć mikrokropelki wody. To w nich - jak przypuszczali naukowcy - mogły się ukryć bakterie.
Żeby nie dopuścić do zanieczyszczenia halitu przez współczesne ziemskie mikroorganizmy, uczeni poddali kryształki soli działaniu silnie żrących substancji - wysokoprocentowego ługu sodowego i kwasu solnego. Następnie przy zachowaniu bardzo sterylnych warunków mikrokropelki wody zostały umieszczone w specjalnym bulionie (czyli pożywce) dla słonolubnych bakterii. Wynik był zaskakujący - w bulionie zaczęły się rozmnażać drobnoustroje. Z analizy ich wyglądu i DNA można wnosić, że są to przedstawiciele dobrze znanego i rozpowszechnionego dziś na Ziemi rodzaju Bacillus. Ich bliźniaczo podobne słonolubne siostry żyją m.in. w Morzu Martwym.
Czy jest jednak możliwe, aby jakieś organizmy przeżyły aż 250 mln lat? Bakterie są zdolne do przejścia w stan hibernacji, chociaż trudno było uwierzyć, że na tak niewyobrażalnie długi czas. Niektóre z nich (na przykład te z rodzaju Bacillus) są bowiem w stanie wytwarzać formy przetrwalnikowe - tzw. endospory. Odkryto je już dość dawno m.in. w liczącej 118 lat konserwie mięsnej oraz w 166-letniej butelce angielskiego piwa. Dzięki temu naukowcy dowiedzieli się, że pewne drobnoustroje w nie sprzyjających warunkach (na przykład przy niedoborze wody czy substancji odżywczych) budują grubą i niezwykle odporną błonę komórkową. Chowają się w niej, zwalniając albo w ogóle powstrzymując przemianę materii. Tak zahibernowane czekają, aż powrócą "dobre czasy". Właśnie takie endospory bakterii Bacillus zawierały mikrokropelki morskiej wody ukryte we wnętrzu kryształów soli.
Od wielu już lat naukowcy dyskutują, jak długo bakterie są w stanie przeżyć w postaci przetrwalników. Pierwsze sensacyjne doniesienia na ten temat pojawiły się ponad 30 lat temu. Radzieccy naukowcy twierdzili wówczas, że udało im się pobrać na Uralu próbki soli liczące kilkaset milionów lat i ożywić znajdujące się w nich bakterie. Rosjanie zostali wówczas niemalże wyśmiani, a znalezienie bakterii uznano za rezultat braku sterylności w czasie badań. Jednak w 1995 r. naukowcy z California Polytechnic State University poddali badaniu bursztyn z pszczołą uwięzioną w nim przed 30 mln lat. Podczas operacji przypominającej sceny z filmu "Jurasic Park" pobrano próbki z jelita owada. Następnie po umieszczeniu ich na odpowiedniej pożywce udało się ożywić bakterie liczące kilkadziesiąt milionów lat. Ich wiek był szokujący, chociaż dzisiaj blednie przy sędziwym wieku właśnie odkrytych przedstawicielek rodzaju Bacillus.
Odkrycie to nie jest tylko ciekawostką i pobiciem swoistego rekordu długowieczności. Pokazuje ono, jak odporne są drobnoustroje na zmieniające się warunki środowiska. Z tego stwierdzenia z kolei można wyciągnąć dwa ważne wnioski. Po pierwsze, naukowcy powinni niezwykle uważać przy pobieraniu próbek, na przykład z bardzo głęboko położonych warstw lodu na Antarktydzie. Mogą się w nich znajdować w stanie uśpienia drobnoustroje, które rozwijały się i żyły w środowisku bardzo odmiennym od naszego. Istnieje prawdopodobieństwo, że w starciu z takim "antycznym bakcylem" bylibyśmy (a dokładnie nasz układ odpornościowy) całkowicie bezbronni. Po drugie, odkrycie tak długowiecznych bakterii daje silny argument zwolennikom hipotezy, iż proste mikroorganizmy są zdolne odbywać podróże kosmiczne i zasiedlać inne planety. 250 milionów lat bowiem w zupełności wystarczy, aby odbyć podróż na przykład z Ziemi do obcego układu planetarnego.
Na pomysł wędrujących pomiędzy planetami czy nawet gwiazdami zarodników życia wpadł już 1903 r. szwedzki chemik Savnte Arrhenius. Początkowo jego teoria była traktowana sceptycznie, jednak z czasem uczeni zaczęli się przekonywać, jak odporne na niekorzystne warunki środowiska potrafią być ziemskie mikroorganizmy. Jeszcze w latach 60. badacze z amerykańskiej agencji kosmicznej NASA skonstruowali "pułapki na bakterie", które rozmieszczono w różnych warstwach atmosfery. Okazało się, że na wysokości 15 km (gdzie panuje temperatura około minus 40°C) w 1000 m sześc. znajdowało się 100 rozmaitych drobnoustrojów. W miarę wzrostu odległości od Ziemi liczba ta systematycznie malała, ale nawet na wysokości 50 km próbki atmosfery zawierały mikroorganizmy.
Niedawno naukowcy austriaccy stwierdzili, że żyjące w chmurach bakterie są w stanie rozmnażać się w tym środowisku. Zdolność do życia "na wysokim poziomie" nie musi jednak oznaczać umiejętności przetrwania w warunkach panujących w otwartej przestrzeni kosmicznej. Jak się jednak okazuje, nawet z takimi problemami bakterie potrafią sobie poradzić. W 1968 r. niemieccy aerobiolodzy z instytutu w Grafschaft niedaleko Kolonii postanowili "zapakować" do francuskich rakiet typu Veronique najrozmaitsze proste organizmy żywe - bakterie, grzyby i zarodniki roślin. Następnie wystrzelono je na wysokość 350 km. Tam były wystawione na działanie zimna (minus 150°C), próżni i wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego oraz ultrafioletowego. Ku zaskoczeniu badaczy niektóre bakterie potrafiły sobie poradzić nawet z takimi torturami. Doświadczenie to zostało potwierdzone przypadkiem w latach 70. przez amerykańskich kosmonautów, którzy zabrali na Księżyc bakterię ukrytą w kamerze. Nawet z tak dalekiej podróży powróciła żywa. Podobne eksperymenty przeprowadzili w lipcu tego roku naukowcy z NASA i Maryland Biotechnology Institute. Wysłali oni 100 mln komórek bakteryjnych w trasę podobną do historycznego lotu orbitalnego pierwszego amerykańskiego kosmonauty Allana Shepparda. Na pokładzie rakiety znalazły się m.in. przedstawicielki gatunku Deinococcus radiodurans, zdolne znieść promieniowanie jonizujące emitowane przez substancje radioaktywne.
Poczynione obserwacje skłoniły badaczy do wysunięcia przypuszczenia, że bakterie w przetrwalnikowej formie są w stanie odbywać podróże kosmiczne pomiędzy planetami Układu Słonecznego, niesione jedynie ciśnieniem promieniowania słonecznego. Obliczenia wykazały nawet, że taka wędrówka odbywałaby się z większą prędkością niż podróże ziemskich sond planetarnych. Pogląd ten jest wszak przyjmowany dość sceptycznie. Uważa się bowiem, że przebywanie długi czas w skrajnie zimnej przestrzeni kosmicznej, przeszywanej zabójczym promieniowaniem, byłoby nie do zniesienia nawet dla "superbakterii". Co innego jednak, gdyby taka podróż odbywała się choćby we wnętrzu kryształka soli zamkniętego w większym fragmencie skały. Już nawet kilkucentymetrowa warstwa skalna zdołałaby uchronić bakterie przed promieniowaniem ultrafioletowym i kosmicznym.
Można sobie wyobrazić, że jakiś meteoryt uderza w Ziemię, a na skutek zderzenia w kosmos zostaje wyrzucony kawałek skały z "uśpionymi" bakteriami. Po trwającej miliony lat podróży dociera on do planety, gdzie panują sprzyjające warunki do życia. W takich okolicznościach "pasażerowie na gapę" mogą się wydostać ze swej arki i zasiedlić nowy świat.
Dowodem na to, że tego rodzaju zdarzenia są możliwe, jest słynny meteoryt ALH 84001, będący fragmentem Marsa. Część badaczy twierdzi nawet, że zawiera on w swoim wnętrzu liczące około 4 mld lat skamieniałości podobne do ziemskich bakterii. Ich zdaniem, wskazuje to drogę, dzięki której życie może się przenosić pomiędzy planetami. "Być może wszyscy jesteśmy Marsjanami" - zażartował na konferencji prasowej jeden z odkrywców mikroskamieniałości w meteorycie ALH 84001. Po odnalezieniu żywych bakterii liczących 250 mln lat stwierdzenie to przestaje już być jedynie efektowną figurą retoryczną.
Więcej możesz przeczytać w 45/2000 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.