Diep onder de grond stuitte het team op sporen van vreemde microben. En sommige van deze recent ontdekte exemplaren zijn zelfs nog onbekend voor de wetenschap.
We weten dat het ver onder het aardoppervlak krioelt van de microben. Het zijn er waarschijnlijk zelfs zoveel, dat de totale biomassa die van alle oceanen samen overstijgt. Ondanks deze overvloed is het leven op deze diepten moeilijk toegankelijk, waardoor het nog maar gedeeltelijk wordt begrepen. Maar daar brengen onderzoekers nu verandering in. Dankzij een voormalige goudmijn in de Black Hills van de Amerikaanse staat South Dakota hebben wetenschappers een kijkje kunnen nemen in deze nog tamelijk onontdekte wereld. En dat levert enkele verrassende ontdekkingen op.
Microbieel leven
De onderzoekers verzamelden zogenaamde ‘breukvloeistoffen’ (vloeistoffen die water en opgeloste gassen bevatten) door gaten te boren in rotsen binnen de goudmijn. Sommige van deze vloeistoffen zijn wel 10.000 jaar oud. Dat de onderzoekers geïnteresseerd zijn in breukvloeistoffen is niet voor niets: ze zitten namelijk boordevol microbieel leven. In totaal verzamelde het team acht monsters op verschillende plekken in de mijn, variërend van het oppervlak tot ongeveer 1,5 kilometer diep. Deze serie monsters geeft inzicht in de variatie van microbieel leven op verschillende diepten onder de grond.
600 microbiële genomen
Eenmaal terug in het laboratorium werden de monsters sequentieel geanalyseerd. En uit de bevindingen blijkt dat de onderzoekers op maar liefst 600 microbiële genomen waren gestuit. Van deze 600 onderzochte genomen onderscheidde het team 50 verschillende soorten microben en nog eens 18 waarvan gedacht wordt dat ze tot een nieuwe soort behoren.
Microbiële donkere materie
De studie breidt onze kennis over de wereld onder onze voeten fors uit. “De diepe ondergrondse wereld is enorm,” zegt onderzoeksleider Magdalena Osburn. “Het is een immense ruimte die moeilijk te bereiken is. We gebruikten de goudmijn als een soort doorgang naar deze wereld. Wat ons onderzoek krachtig maakt, is dat we veel genetisch materiaal hebben verzameld, vooral van groepen microben die niet veel zijn bestudeerd. Met dat DNA kunnen we begrijpen welke organismen er onder de grond leven en wat ze doen. Het zijn vaak organismen die lastig in het laboratorium te kweken of in traditionele omgevingen te bestuderen zijn. Ze worden zelfs wel ‘microbiële donkere materie’ genoemd omdat we er zo weinig van weten.”
Minimalist en maximalist
Volgens Osburn kunnen de meeste ontdekte microben in twee categorieën worden ingedeeld: ‘minimalisten’ en ‘maximalisten’. En deze twee soorten verschillen enorm. Zo kunnen de minimalisten bijvoorbeeld de hele dag door hetzelfde eten terwijl maximalisten alles eten wat voor het grijpen ligt. “De minimalisten zijn heel eenvoudig en kunnen maar één ding heel goed,” legt Osburn uit. “Ze delen vaak hun middelen met ‘vrienden’ die ook gespecialiseerde taken hebben. Kortom, ze werken efficiënt samen zonder dubbel werk te doen. Anderzijds heb je de maximalisten, die flexibel zijn en alles kunnen doen. Ze zijn altijd klaar om elke beschikbare hulpbron te gebruiken. Als er bijvoorbeeld een kans is om energie te maken of een molecuul te veranderen, dan doen ze dat. Door naar hun genetisch materiaal te kijken, zien we dat ze veel mogelijkheden hebben. Als er niet genoeg voedingsstoffen zijn, kunnen ze zelfs hun eigen voedsel maken.”
Mars
De nieuwe studie vergroot niet alleen ons begrip van microben diep onder de grond, maar wijst ook op potentieel leven dat we wellicht op Mars kunnen ontdekken. Aangezien de microben leven van hulpbronnen die zich bevinden in gesteenten en water dat fysiek gescheiden is van het oppervlak, bestaat de mogelijkheid dat deze organismen zelfs kunnen overleven in de diepe, stoffige lagen van Mars. “Ik word echt enthousiast als ik bewijs zie van microbiële activiteit die gewoon zijn gang gaat zonder ons, zonder planten, zonder zuurstof en zonder atmosfeer,” stelt Osburn. “Zulk leven zou heel goed op grote diepten op Mars kunnen bestaan of zelfs in de oceanen van bevroren manen. Deze levensvormen geven ons aanwijzingen over wat er mogelijk elders in ons zonnestelsel zou kunnen leven.”
Maar de bevindingen hebben ook implicaties voor onze eigen planeet. Op dit moment onderzoeken bedrijven bijvoorbeeld of het mogelijk is om onder de grond koolstofdioxide op te slaan. Terwijl we deze opties verkennen, herinnert Osburn ons eraan om de microben die hier leven niet te vergeten. “We moeten rekening houden met het leven diep onder de grond en begrijpen hoe menselijke activiteiten, zoals mijnbouw en het opslaan van CO2, dit kunnen beïnvloeden,” waarschuwt ze. “Als we bijvoorbeeld CO2 ondergronds opslaan, zijn er microben die het kunnen omzetten in methaan. We moeten ons goed realiseren dat er een ondergrondse biosfeer bestaat die, afhankelijk van de verstoring ervan, mogelijk effect kan hebben op het aardoppervlak.”
