Magnetische bacteriën zijn op zich al fascinerend, maar eigenlijk geen nieuws. Wat wel nieuw is: ze zijn nu ook heel diep in de oceaan aangetroffen. En dat kan interessant zijn voor onze zoektocht naar buitenaards leven.
Magnetotactische bacteriën, zoals ze officieel heten, hebben een soort superkrachten. Ze kunnen het magnetische veld van de Aarde voelen en het gebruiken als hun eigen kompas. Zo kunnen de bacteriën volgens de lijnen van het magnetische veld noord- of zuidwaarts bewegen. Maar de organismen zijn ook nuttig voor hun omgeving. Als onderdeel van hun levenscyclus spelen ze een belangrijke rol bij de cyclus van koolstof, stikstof, fosfor en andere elementen in de natuur. Ze zijn al lang en uitgebreid bestudeerd op land en in ondiep water, maar zelden in de diepe oceaan waar het lastig is om de bacteriën te verzamelen.
Hydrothermale bronnen
Dat is wetenschappers nu toch gelukt. Ze vonden de bacteriën in hydrothermale bronnen op de zeebodem. Dit zijn eruptiekanalen in vulkanisch actieve gebieden, waaruit vloeistoffen van wel 400 graden heet uit het diepste van de aarde omhoog komen. Het is bijzonder dat de bacteriën daar wisten te overleven, omdat de omgeving niet ideaal is voor wat zij nodig hebben. De bacteriën zijn niet alleen interessant vanwege hun rol in het ecosysteem van de Aarde, maar ook voor de zoektocht naar buitenaards leven. Bewijs van hun bestaan kan miljarden jaren bewaard blijven in rotsen. Ook kan hun magnetische richting aanwijzingen bieden over hoe de magnetische polen van de Aarde verschoven zijn in de loop van miljoenen jaren. Deze nieuwe ontdekking geeft hoop dat de bacteriën op nog meer onverwachte plekken worden gevonden en misschien zelfs op Mars of nog verder.
Op de schoorsteen
Maar eerst is de huidige ontdekking al speciaal genoeg. Die dateert trouwens alweer van een tijdje geleden. In september 2012 zakten onderzoekers van de University of Tokyo af naar de Marianentrog. Met een op afstand bestuurbaar onderwatervoertuig wisten ze de schoorsteen van een hydrothermale bron op 2787 meter diepte te bereiken. “We ontdekten magnetotactische bacteriën die op de schoorsteen leefden, wat we niet hadden verwacht. Vanwege de vorm van de schoorsteen ontbrak een duidelijke verticale chemische helling waar deze bacteriën van houden”, verklaart onderzoeker Yohey Suzuki. “De bacteriën die we verzamelden, bevatten voornamelijk kogelvormige magnetosomen die we beschouwen als een primitieve vorm. Daar leiden we uit af dat ze niet veel zijn veranderd in vele duizenden jaren. Sterker nog, de omgeving waarin we ze aantroffen is vergelijkbaar met de vroege Aarde, zo’n 3,5 miljard jaar geleden, toen de voorouders van de magnetotactische bacteriën ten tonele verschenen.”
De bacteriën werden langs de rand van de schoorsteen verzameld met een magneet. De onderzoekers bestudeerden daarna de genetische data en ontdekten dat ze familie waren van de bacteriegroep Nitrospinae. Deze bacteriën spelen een belangrijke rol bij de koolstofopslag in de diepzee, maar het was niet bekend dat er ook magnetotactische soorten bij zaten.
Net als op Mars
“Hydrothermale bronnen in de diepzee krijgen niet alleen veel aandacht omdat ze de geboorteplaats zijn van uniek onderwaterleven, maar ook omdat ze een mogelijk vergelijkbare habitat vormen voor buitenaards leven”, zegt Suzuki. “De plek waar we de bacteriën verzamelden is vergelijkbaar met hoe wij denken dat Mars er zo’n 3 miljard jaar geleden uitzag, toen er nog water over het oppervlak stroomde.”
Gefossiliseerde overblijfselen van magnetische deeltjes in magnetotactische bacteriën kunnen zoals gezegd miljarden jaren bewaard blijven in gesteente. Deze magnetofossielen kunnen onderzoekers helpen om de lange geomagnetische geschiedenis van de Aarde te reconstrueren.
Toekomstige ontdekkingen
Dat het bovendien interessante kandidaten zijn voor buitenaards leven, blijkt wel uit de opschudding die de meteoriet Allan Hills 84001 veroorzaakte, die in 1984 neerstortte op Antarctica. De meteoriet afkomstig van Mars werd wereldberoemd omdat NASA even dacht dat hij bewijs vormde voor buitenaards leven. De meteoriet zou fossielen van ijzerkristallen bevatten die afkomstig konden zijn van bacterie-achtig leven. Dat bleek achteraf niet zo te zijn, maar Suzuki houdt hoop op grote toekomstige ontdekkingen. “Magnetotactische bacteriën leveren aanwijzingen voor de vroege diversificatie van bacteriën en we hopen dat ze ook buiten de Aarde worden gevonden, misschien op Mars of op ijsmanen. Voor nu gaan we door met het zoeken van meer bewijs in verschillende typen gesteente en verschillende periodes op Aarde waarvan we eerder niet dachten dat er magneetbacteriën zouden voorkomen.”
