დედამიწის ქვეშ დამალული სიცოცხლე - არსებობს თუ არა ჩვენთვის უცნობი მეორე სამყარო?
ამ სტატიაში
კითხვის პარამეტრები
წარმოიდგინე, რომ დედამიწის ზედაპირიდან რამდენიმე კილომეტრის სიღრმეზე ხარ.
მზის სინათლე აქ არასდროს აღწევს.
ჟანგბადი თითქმის არ არის, საკვები უკიდურესად მწირია, ტემპერატურა და წნევა კი სიცოცხლისთვის აუტანლად გამოიყურება.
მაგრამ, იქ სიცოცხლე მაინც არსებობს.
კლდეების ნაპრალებში, უძველეს მიწისქვეშა წყლებში და ოკეანის ფსკერის ქვეშ
მიკროორგანიზმები ცხოვრობენ.
ისინი მზის სინათლეს არ იყენებენ, ჩვეულებრივი
საკვები არ სჭირდებათ და ენერგიას ქიმიური რეაქციებიდან იღებენ.
ზოგიერთ მათგანს იმდენად იზოლირებულ გარემოში აღმოაჩენენ, რომ მეცნიერებს უწევთ გადახედონ დებულებას იმის შესახებ, თუ სად და რა პირობებში შეუძლია სიცოცხლეს არსებობა.
ეს არის დედამიწის ღრმა ბიოსფერო - ჩვენი პლანეტის ერთ-ერთი ყველაზე ნაკლებად შესწავლილი ეკოსისტემა.
და შესაძლოა, ყველაზე საინტერესო ის იყოს, რომ ამ სამყაროს მხოლოდ ზედაპირს ვხედავთ.
01 — სიცოცხლე იქაც არის, სადაც მზე არასდროს აღწევს
როდესაც დედამიწაზე სიცოცხლეს წარმოვიდგენთ, უმეტესად ზედაპირზე ვიხედებით.
ტყეები, ოკეანეები, უდაბნოები, ტბები, მდინარეები. თითქმის ყველა ნაცნობ ეკოსისტემაში ენერგიის მთავარი წყარო საბოლოოდ მზის სინათლეა.
მცენარეები ფოტოსინთეზის საშუალებით მზის ენერგიას ქიმიურ ენერგიად გარდაქმნიან. შემდეგ ამ ენერგიას საკვები ჯაჭვის სხვა ორგანიზმებიც იყენებენ.
მაგრამ დედამიწაზე არსებობს გარემოები, სადაც ეს პროცესი საერთოდ არ ხდება.
კლდეების ღრმა ნაპრალებში, მიწისქვეშა წყლებში და ოკეანის ფსკერის ქვეშ მიკროორგანიზმები სრულიად განსხვავებული ენერგეტიკული სისტემებით ცხოვრობენ.
მათ შორის არიან ბაქტერიები და არქეები. ეს უკანასკნელნი მიკროორგანიზმების ცალკე დიდი ჯგუფია, რომელსაც ხშირად ექსტრემალურ გარემოებთან აკავშირებენ.
მეცნიერები ამ ფართო ეკოსისტემას Deep Biosphere-ს, ანუ ღრმა ბიოსფეროს უწოდებენ.
მნიშვნელოვანია ერთი რამ: ეს არ არის უზარმაზარი მიწისქვეშა გამოქვაბული, რომელშიც უცნობი ცხოველები ცხოვრობენ.
ღრმა ბიოსფეროს უდიდესი ნაწილი
მიკროსკოპული სიცოცხლისგან შედგება.
მისი წარმომადგენლები კლდეების ფორებში,
ნაპრალებში და წყლით შევსებულ სივრცეებში არსებობენ.
2024 წელს გამოქვეყნებული სამეცნიერო მიმოხილვა აღწერს, რამდენად
მრავალფეროვანი და მასშტაბურია კონტინენტების ღრმა მიწისქვეშა მიკრობული
სამყარო.
მისი მასშტაბის შეფასება ჯერ კიდევ რთულია, რადგან დედამიწის სიღრმის
მხოლოდ მცირე ნაწილია შესწავლილი.
წყარო: The ISME Journal, 2024 - Microbial ecology of the deep terrestrial subsurface
02 — როგორ შეიძლება სიცოცხლე მზის გარეშე?
ეს კითხვა ღრმა ბიოსფეროს ერთ-ერთი მთავარი საიდუმლოა.
თუ ორგანიზმი ფოტოსინთეზს ვერ იყენებს, საიდან იღებს ენერგიას?
პასუხი ქიმიაში იმალება.
ზოგიერთ მიკროორგანიზმს შეუძლია ენერგიის მიღება არაორგანული ნივთიერებების ქიმიური გარდაქმნით. ამ პროცესის ერთ-ერთი ფორმაა ქემოლითოავტოტროფია.
სახელი რთულად ჟღერს, მაგრამ პრინციპი მარტივია: ორგანიზმი ენერგიას იღებს ქიმიური რეაქციებიდან, ხოლო საკუთარი ბიომასის შესაქმნელად შეუძლია არაორგანული ნახშირბადი, მაგალითად ნახშირორჟანგი, გამოიყენოს.
ასეთი მიკროორგანიზმები შეიძლება წყალბადს, გოგირდის ნაერთებს, რკინას ან სხვა ქიმიურ ნივთიერებებს იყენებდნენ.
სხვა სიტყვებით, მათთვის ენერგიის წყარო შეიძლება იყოს არა მზე, არამედ თვითონ გეოლოგიური გარემო.
ამგვარად, დედამიწის სიღრმეში შეიძლება არსებობდეს ეკოსისტემა, რომლის არსებობაც ზედაპირზე მიმდინარე ფოტოსინთეზზე პირდაპირ დამოკიდებული არ არის.
წყარო: The ISME Journal, 2024
03 — კლდეებში დამალული ენერგიის წყარო
ღრმა ბიოსფეროს ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო ენერგიის წყარო წყალბადია.
მაგრამ საიდან ჩნდება წყალბადი იქ, სადაც არც მცენარეებია და არც მზის სინათლე?
ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მექანიზმი რადიოლიზიაა.
დედამიწის ქერქში ბუნებრივად გვხვდება რადიოაქტიური ელემენტები, მათ შორის
ურანი, თორიუმი და კალიუმი.
მათი დაშლისას გამოსხივებული ენერგია გარემომცველ
წყლის მოლეკულებზე მოქმედებს და მათ დაშლას იწვევს.
ამ პროცესის შედეგად შეიძლება წარმოიქმნას მოლეკულური წყალბადი - H₂.
წყალბადი კი ზოგიერთი მიწისქვეშა მიკროორგანიზმისთვის ენერგიის მნიშვნელოვანი წყაროა.
სხვა სიტყვებით, ქანებში ბუნებრივად მიმდინარე რადიოაქტიური პროცესები შეიძლება იმ ქიმიურ ენერგიას ქმნიდეს, რომელსაც მიკროსკოპული სიცოცხლე იყენებს.
არსებობს კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პროცესი: სერპენტინიზაცია. ამ დროს გარკვეული ტიპის ქანები წყალთან რეაქციაში შედის და წყალბადის წარმოქმნას უწყობს ხელს.
ეს განსაკუთრებით საინტერესოა ასტრობიოლოგიისთვის, რადგან მსგავსი ქიმიური პროცესები შესაძლოა დედამიწის მიღმაც მიმდინარეობდეს.
04 — 2.8 კილომეტრის სიღრმეზე აღმოჩენილი თითქმის დამოუკიდებელი ეკოსისტემა
2008 წელს ჟურნალ Science-ში გამოქვეყნდა კვლევა, რომელმაც ღრმა ბიოსფეროს შესახებ წარმოდგენა მნიშვნელოვნად შეცვალა.
მეცნიერებმა სამხრეთ აფრიკაში, მპონენგის ოქროს მაღაროში, დაახლოებით 2.8 კილომეტრის სიღრმეზე მდებარე კლდის ნაპრალიდან აღებული წყალი შეისწავლეს.
აღმოჩენა განსაკუთრებული იყო.
წყლის ნიმუშში არსებული მიკროორგანიზმების 99.9%-ზე მეტი ერთ კონკრეტულ ბაქტერიულ პოპულაციას ეკუთვნოდა.
მას Candidatus Desulforudis audaxviator უწოდეს.
სახელი ლათინური წარმოშობისაა და დაახლოებით „გაბედულ მოგზაურს“ ნიშნავს.
მისი გენომის ანალიზმა აჩვენა, რომ ამ ბაქტერიას გააჩნდა მრავალი უნარი, რომელიც დამოუკიდებელი არსებობისთვის სჭირდებოდა.
მას შეეძლო ენერგიის მიღება წყალბადისა და სულფატის მონაწილეობით მიმდინარე რეაქციებიდან, ნახშირბადის დაფიქსირება და აზოტის ათვისება.
ამ აღმოჩენის ყველაზე საინტერესო ნაწილი ის იყო, რომ მკვლევრებმა კონკრეტულ გარემოში ისეთი მიკრობული ეკოსისტემა აღმოაჩინეს, რომლის ფუნქციონირებაც ზედაპირზე არსებული სიცოცხლისგან დამოუკიდებლად შეიძლებოდა მომხდარიყო.
ეს არ ნიშნავს, რომ მთელი მიწისქვეშა სამყარო ერთი სახეობისგან შედგება. ეს კონკრეტული ნაპრალის წყლის განსაკუთრებული შემთხვევა იყო.
მაგრამ, მან აჩვენა, რომ სიცოცხლეს შეუძლია ისეთ იზოლირებულ გარემოშიც არსებობა, სადაც ენერგიისა და საკვები ნივთიერებების წყაროები სრულიად განსხვავებულია.
05 — წყალი, რომელიც შესაძლოა მილიარდ წელზე მეტი ხნის იყოს
2022 წელს, მკვლევრებმა, სამხრეთ აფრიკის ოქროსა და ურანის მაღაროში უძველესი მიწისქვეშა წყალი შეისწავლეს.
მათი შეფასებით, წყალი დაახლოებით 1.2 მილიარდი წლის იყო.
ეს აღმოჩენა მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ წყლის ასაკის გამო.
მკვლევრებმა შეისწავლეს, როგორ ინახება და გადაადგილდება ღრმა ქერქში რადიოაქტიური დაშლის შედეგად წარმოქმნილი ენერგია და ნივთიერებები.
მათ აღმოაჩინეს რადიოგენული წარმოშობის რამდენიმე აირი და იზოტოპი, რომლებიც წყლისა და ქანების ხანგრძლივ ურთიერთქმედებაზე მიუთითებდა.
ეს გვეხმარება გავიგოთ, როგორ შეიძლება ღრმა მიწისქვეშა გარემოში ქიმიური ენერგიის წყაროები წარმოიქმნას და გავრცელდეს.
კვლევა გვიჩვენებს უძველესი წყლისა და გეოქიმიური პროცესების ისტორიას და არა ერთი ორგანიზმის წარმოუდგენლად ხანგრძლივ სიცოცხლეს.
წყარო: U.S. National Science Foundation, 2022
06 — მიწისქვეშა სამყაროში ჭიებიც ცხოვრობენ?
აქ ისტორია კიდევ უფრო უცნაური ხდება.
დიდ ხანს მიიჩნეოდა, რომ დედამიწის რამდენიმე კილომეტრის სიღრმეზე სიცოცხლე მხოლოდ ერთუჯრედიანი ორგანიზმებით უნდა ყოფილიყო წარმოდგენილი.
მაგრამ, 2011 წელს, ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნებულმა კვლევამ ეს წარმოდგენა შეცვალა.
მკვლევრებმა სამხრეთ აფრიკის ღრმა მაღაროებში, დაახლოებით 0.9-დან 3.6 კილომეტრამდე სიღრმეზე, ნემატოდები აღმოაჩინეს.
ნემატოდები მიკროსკოპული ან ძალიან მცირე ზომის მრგვალი ჭიებია.
მათ შორის იყო მეცნიერებისთვის მანამდე უცნობი სახეობაც, რომელსაც Halicephalobus mephisto უწოდეს.
კვლევის მიხედვით, ეს ორგანიზმები მაღალ ტემპერატურას უძლებდნენ, უსქესოდ მრავლდებოდნენ და საკვებად მიწისქვეშა ბაქტერიებს იყენებდნენ.
ეს აღმოჩენა განსაკუთრებით საინტერესო იყო, რადგან ღრმა მიწისქვეშა ეკოსისტემაში ერთუჯრედიანი ორგანიზმების გარდა, მრავალუჯრედიანი ცხოველებიც გამოვლინდა.
თუმცა ეს არ ნიშნავს, რომ მიწისქვეშა სიღრმეებში დიდი და რთული ცხოველების მთელი ეკოსისტემებია დამალული. აღმოჩენილი ნემატოდები ძალიან მცირე ზომის ორგანიზმებია და მათი არსებობა კონკრეტულ გარემო პირობებზეა დამოკიდებული.
მიუხედავად ამისა, აღმოჩენამ აჩვენა, რომ ღრმა ბიოსფერო იმაზე უფრო მრავალფეროვანი შეიძლება იყოს, ვიდრე ადრე გვეგონა.
წყარო: Borgonie et al., Nature, 2011 - Nematoda from the terrestrial deep subsurface of South Africa
07 — რამდენად ღრმად აღწევს სიცოცხლე?
ამ კითხვაზე ერთი საბოლოო პასუხი ჯერ არ არსებობს.
მიზეზი მარტივია: დედამიწის სიღრმის შესწავლა უკიდურესად რთულია.
მკვლევრებს სჭირდებათ ღრმა ჭაბურღილები, სპეციალური მოწყობილობები და ისეთი მეთოდები, რომლებიც ნიმუშების ზედაპირული მიკროორგანიზმებით დაბინძურებას გამორიცხავს.
2021 წელს ჩინეთის კონტინენტური სამეცნიერო ბურღვის პროექტის ფარგლებში მკვლევრებმა 5,158 მეტრამდე სიღრმის ქანების ნიმუშები შეისწავლეს.
მათ მიკრობული ნიშნების უწყვეტი განაწილება დაახლოებით 4,850 მეტრამდე დააფიქსირეს.
ამ სიღრმეზე ტემპერატურა დაახლოებით 137°C-ად იყო შეფასებული.
სხვა კვლევები ცალკეულ ჭაბურღილებსა და მაღაროებში უფრო ღრმა გარემოებშიც აღწერს მიკრობულ სიცოცხლეს, თუმცა ყველა აღმოჩენას თავისი პირობები და შეზღუდვები აქვს.
ამიტომ უფრო ზუსტი იქნება ვთქვათ, რომ მეცნიერები დედამიწის სიღრმეში სიცოცხლის გავრცელების საზღვრების დადგენას ჯერ კიდევ ცდილობენ.
წყარო: Dai et al., Geobiology, 2021
08 — სიცოცხლე, რომელიც საუკუნეების განმავლობაში იზრდება
ღრმა ბიოსფეროში ცხოვრება ზედაპირზე არსებული ცხოვრებისგან კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ნიშნით განსხვავდება: მისი ტემპი.
ზედაპირზე მიკროორგანიზმებს ხელსაყრელ პირობებში გამრავლება ძალიან სწრაფად შეუძლიათ.
მაგრამ ღრმა მიწისქვეშა გარემოში ენერგია და საკვები ნივთიერებები უკიდურესად შეზღუდულია.
ამიტომ ზოგიერთი მიკრობული პოპულაცია ძალიან ნელა იზრდება.
2024 წლის სამეცნიერო მიმოხილვაში განხილული შეფასებების მიხედვით, ღრმა კონტინენტურ მიწისქვეშა გარემოში ზოგი მიკრობული უჯრედის თაობის ხანგრძლივობა შესაძლოა საუკუნეებს აღწევდეს.
ეს ყველა ორგანიზმისთვის დამახასიათებელი მაჩვენებელი არ არის. სხვადასხვა გარემოში ტემპი განსხვავდება.
მაგრამ წარმოიდგინე ორგანიზმი, რომლისთვისაც ერთი ახალი თაობის წარმოქმნას შესაძლოა ადამიანის რამდენიმე თაობაზე მეტი დრო დასჭირდეს.
ასეთი სიცოცხლე თითქოს სრულიად განსხვავებული დროის მასშტაბით არსებობს.
მისთვის ჩვენი ყოველდღიური აჩქარებული სამყარო შეიძლება წარმოუდგენლად სწრაფი იყოს.
წყარო: The ISME Journal, 2024
09 — რამდენად დიდია ეს ფარული ბიოსფერო?
ამ კითხვაზე ზუსტი პასუხის გაცემა რთულია, რადგან მეცნიერებს დედამიწის ქერქის მხოლოდ მცირე ნაწილის გამოკვლევა შეუძლიათ.
მიუხედავად ამისა, მკვლევრები არსებული მონაცემებით გლობალურ შეფასებებს აკეთებენ.
2018 წელს ჟურნალ Nature Geoscience-ში გამოქვეყნებულმა კვლევამ კონტინენტების მიწისქვეშა გარემოში დაახლოებით 2-დან 6 × 10²⁹-მდე მიკრობული უჯრედის არსებობა ივარაუდა.
ეს წარმოუდგენლად დიდი რიცხვია.
მაგრამ მნიშვნელოვანია, რომ ეს შეფასება მხოლოდ კონტინენტურ მიწისქვეშა გარემოს ეხება და არა დედამიწის მთელ ღრმა ბიოსფეროს.
ცალკე კვლევები ოკეანის ფსკერის ქვეშ არსებულ ნალექებშიც მიკრობული სიცოცხლის უზარმაზარ რაოდენობას აფასებს.
რიცხვები სხვადასხვა კვლევაში განსხვავდება, რადგან ნიმუშები, გამოთვლის მეთოდები და შესასწავლი გარემოები ერთმანეთისგან განსხვავებულია.
მთავარი დასკვნა კი უცვლელია: დედამიწის სიღრმეში არსებული მიკრობული სიცოცხლე გლობალური ბიოსფეროს მნიშვნელოვანი ნაწილია.
წყარო: Magnabosco et al., Nature Geoscience, 2018
10 — ოკეანის ფსკერის ქვეშ კიდევ ერთი ეკოსისტემაა
ღრმა ბიოსფერო მხოლოდ კონტინენტების ქვეშ არ არსებობს.
ოკეანის ფსკერის ქვეშაც, დანალექ ქანებსა და ოკეანურ ქერქში, მიკროორგანიზმები ცხოვრობენ.
ზოგი მათგანი ზღვის ფსკერიდან ასობით ან ათასობით მეტრის სიღრმეზეა აღმოჩენილი.
იქ მზის სინათლე საერთოდ არ აღწევს, ორგანული ნივთიერებები კი ხშირად უკიდურესად მწირია.
მიუხედავად ამისა, მიკროორგანიზმები იყენებენ ნალექებსა და ქანებში არსებულ ქიმიურ ნივთიერებებს.
2012 წელს გამოქვეყნებულმა კვლევამ ოკეანის ფსკერის ქვეშ არსებულ დანალექებში მიკრობული უჯრედების გლობალური რაოდენობა დაახლოებით 2.9 × 10²⁹-ად შეაფასა.
ეს შეფასება აჩვენებს, რომ ოკეანის ფსკერის ქვეშ არსებული გარემოც დედამიწის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მიკრობული ჰაბიტატია.
ამ ეკოსისტემების შესწავლა რთულია, რადგან ნიმუშების მისაღებად მეცნიერებს ოკეანის ფსკერის გაბურღვა და სპეციალური ტექნოლოგიების გამოყენება უწევთ.
11 — რას ნიშნავს ეს მარსზე სიცოცხლის ძიებისთვის?
ახლა დედამიწის სიღრმიდან კოსმოსში გადავინაცვლოთ.
რატომ აინტერესებთ ასტრობიოლოგებს ასე ძალიან ღრმა ბიოსფერო?
იმიტომ, რომ ის გვაჩვენებს: სიცოცხლის არსებობისთვის მზის სინათლე აუცილებელი არ არის.
თუ პლანეტის ზედაპირზე პირობები მკაცრია, შესაძლოა სიცოცხლისთვის ხელსაყრელი გარემო მის ქვეშ არსებობდეს.
ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მარსისთვის.
მილიარდობით წლის წინ მარსზე მდინარეები, ტბები და წყლის სხვა ფორმები არსებობდა. დროთა განმავლობაში პლანეტამ დიდი ნაწილი ატმოსფეროსა და ზედაპირული წყლისა დაკარგა.
დღეს მისი ზედაპირი ცივი, მშრალი და რადიაციისგან ნაკლებად დაცულია.
მაგრამ შესაძლებელია, რომ მიწისქვეშა გარემოში გარკვეული პირობები უფრო ხელსაყრელი იყოს.
თუ მარსის სიღრმეში თხევადი წყალი, შესაბამისი ქიმიური ნივთიერებები და ენერგიის წყაროები არსებობს, იქ სიცოცხლის არსებობის შესაძლებლობის შესწავლა აზრს იძენს.
ეს არ ნიშნავს, რომ მარსზე სიცოცხლე აღმოაჩინეს.
ეს ნიშნავს, რომ დედამიწის ღრმა ბიოსფერო მეცნიერებს ეხმარება განსაზღვრონ, სად უნდა ეძებონ სიცოცხლის ნიშნები სხვა პლანეტებზე.
მსგავსი ინტერესია იუპიტერის თანამგზავრ ევროპასა და სატურნის ენცელადის მიმართაც, სადაც ყინულოვანი ზედაპირების ქვეშ ოკეანეების არსებობის მტკიცებულებებია.
დამატებითი ინფორმაცია: NASA Astrobiology - Research Locations
12 — შეიძლება სიცოცხლე იქ იყოს, სადაც ჯერ ვერ ვეძებთ?
ღრმა ბიოსფეროს შესწავლა ერთ დიდ პრობლემას აჩენს.
ჩვენ ხშირად სიცოცხლეს იმ პირობებით ვეძებთ, რომლებიც დედამიწის ზედაპირზეა გავრცელებული.
მაგრამ ღრმა ბიოსფერო გვიჩვენებს, რომ სიცოცხლისთვის საჭირო პირობები გაცილებით მრავალფეროვანი შეიძლება იყოს.
წყალი, ენერგია, ნახშირბადი და რამდენიმე აუცილებელი ქიმიური ელემენტი კვლავ მნიშვნელოვანია, თუმცა მათი მიღების გზები შეიძლება სრულიად განსხვავდებოდეს.
მიკროორგანიზმებს შეუძლიათ ენერგიის მიღება ისეთი ქიმიური რეაქციებიდან, რომელთა მნიშვნელობაც ზედაპირული ეკოსისტემების შესწავლისას ხშირად შეუმჩნეველი რჩება.
ამავე დროს, ღრმა ბიოსფერო არ ნიშნავს, რომ სიცოცხლე ყველგან შეიძლება არსებობდეს.
ტემპერატურას, წნევას, წყლის ხელმისაწვდომობას, ქიმიურ გარემოსა და ენერგიის რაოდენობას მკაცრი შეზღუდვები აქვს.
სიცოცხლე საოცრად გამძლეა, მაგრამ უსაზღვრო შესაძლებლობები არ გააჩნია.
13 — რატომ ვიცით ჯერ კიდევ ასე ცოტა?
შეიძლება იფიქრო: თუ ეს ყველაფერი რეალურად არსებობს, რატომ არ გვაქვს ღრმა ბიოსფეროს სრული რუკა?
პასუხი ტექნოლოგიასა და გეოლოგიაშია.
დედამიწის სიღრმეში ნიმუშების აღება რთული, ძვირი და ტექნიკურად შეზღუდულია.
მეორე პრობლემა დაბინძურებაა.
როდესაც მეცნიერები რამდენიმე კილომეტრის სიღრმიდან წყალს ან ქანს იღებენ, უნდა დარწმუნდნენ, რომ აღმოჩენილი მიკროორგანიზმები სინამდვილეში იქ ცხოვრობდნენ და ბურღვის პროცესში ზედაპირიდან არ მოხვედრილან.
ამიტომ საჭიროა სპეციალური კონტროლები, სტერილური აღჭურვილობა, გენეტიკური ანალიზი და სხვადასხვა დამოუკიდებელი მეთოდის გამოყენება.
მესამე პრობლემა ის არის, რომ მიკროორგანიზმების აღმოჩენა ყოველთვის არ ნიშნავს მათი ცხოვრების წესის სრულად გაგებას.
შესაძლოა ვიცოდეთ, რომ ნიმუშში კონკრეტული ბაქტერიის დნმ არსებობს, მაგრამ ჯერ არ ვიცოდეთ, აქტიურია თუ არა ის, როგორ იღებს ენერგიას ან რა როლი აქვს ეკოსისტემაში.
სწორედ ამიტომ ღრმა ბიოსფერო კვლავ აქტიური კვლევის სფეროა.
14 — რას გვასწავლის დედამიწის ეს ფარული სამყარო?
ღრმა ბიოსფერო გვაიძულებს, სიცოცხლის შესახებ ჩვენი წარმოდგენები უფრო ფართოდ განვიხილოთ.
ჩვენი პლანეტის ზედაპირზე სიცოცხლე მზის ენერგიაზეა ძლიერ დამოკიდებული, მაგრამ ეს არ არის ერთადერთი შესაძლო გზა.
დედამიწის სიღრმეში არსებობს მიკროორგანიზმები, რომლებიც ენერგიას გეოქიმიური პროცესებიდან იღებენ, უკიდურესად ნელა მრავლდებიან და ისეთ გარემოში ცხოვრობენ, რომელიც ერთი შეხედვით სიცოცხლისთვის სრულიად შეუფერებელია.
ჩვენ აღმოვაჩინეთ ბაქტერიები, რომლებიც თითქმის დამოუკიდებელ ეკოსისტემას ქმნიან, და ნემატოდები, რომლებიც რამდენიმე კილომეტრის სიღრმეზე არსებულ წყლებში გვხვდებიან.
ასევე აღმოვაჩინეთ, რომ კლდეებსა და წყალში მიმდინარე ბუნებრივი პროცესები შეიძლება სიცოცხლისთვის საჭირო ქიმიურ ენერგიას წარმოქმნიდეს.
მაგრამ ეს არ ნიშნავს, რომ ყველაფერი უკვე ვიცით.
ჯერ კიდევ არ ვიცით, რამდენად ფართოდ არის გავრცელებული სიცოცხლე დედამიწის ყველაზე ღრმა გარემოებში, როგორ იცვლება მისი მრავალფეროვნება სიღრმესთან ერთად და სად გადის სიცოცხლის არსებობის რეალური ზღვარი.
15 — დედამიწა ჩვენზე გაცილებით მეტს მალავს
როდესაც ღამის ცას ვუყურებთ, ხშირად გვაინტერესებს, არსებობს თუ არა სიცოცხლე სხვა პლანეტებზე.
ვეძებთ მარსზე, ვიკვლევთ ევროპას, ვსწავლობთ ენცელადს და ვცდილობთ გავიგოთ, რამდენად გავრცელებული შეიძლება იყოს სიცოცხლე სამყაროში.
მაგრამ ამ ძიებისას ზოგჯერ გვავიწყდება, რომ საკუთარი პლანეტაც ბოლომდე არ შეგვისწავლია.
ჩვენი ფეხქვეშ, რამდენიმე კილომეტრის სიღრმეზე, არსებობს სიცოცხლე, რომელიც მზეს არასდროს ხედავს.
მისი წარმომადგენლები შესაძლოა საუკუნეების განმავლობაში ერთსა და იმავე ნელ რიტმში არსებობდნენ.
ისინი იყენებენ ენერგიას, რომელსაც კლდეებისა და წყლის ურთიერთქმედება წარმოქმნის.
და ზოგიერთი მათგანი ისეთ იზოლირებულ გარემოში ცხოვრობს, რომ ზედაპირზე არსებული ეკოსისტემებისგან დამოუკიდებლად არსებობაც შეუძლია.
შესაძლოა დედამიწის ქვეშ დამალული ეს სამყარო მართლაც მეორე სამყაროს ჰგავს.
არა იმიტომ, რომ იქ ჩვენი მსგავსი უცნობი ცივილიზაცია ცხოვრობს, არამედ იმიტომ, რომ სიცოცხლისთვის სრულიად განსხვავებული წესები და შესაძლებლობები არსებობს.
რა ვიცით რეალურად?
დედამიწის სიღრმეში ბაქტერიებისა და არქეების მრავალფეროვანი პოპულაციები ცხოვრობენ.
ზოგი მიწისქვეშა მიკროორგანიზმი ენერგიას მზის სინათლის გარეშე, ქიმიური რეაქციებიდან იღებს.
სამხრეთ აფრიკის მაღაროში 2.8 კმ სიღრმეზე აღმოჩენილია თითქმის ერთი სახეობის ბაქტერიით დომინირებული ეკოსისტემა.
რამდენიმე კილომეტრის სიღრმეზე ნემატოდების მსგავსი მრავალუჯრედიანი ორგანიზმებიც არის აღმოჩენილი.
რადიოლიზსა და ქანებთან წყლის რეაქციებს შეუძლიათ მიკრობებისთვის მნიშვნელოვანი ქიმიური ენერგიის წყაროების წარმოქმნა.
ღრმა ბიოსფეროს გლობალური მასშტაბი და ბიომასა.
სიცოცხლის გავრცელების მაქსიმალური სიღრმე.
მიწისქვეშა მიკროორგანიზმების მეტაბოლიზმისა და ევოლუციის ტემპი.
დედამიწის ღრმა ბიოსფეროს შესაძლო მსგავსება მარსისა და ყინულოვანი თანამგზავრების მიწისქვეშა გარემოებთან.
რამდენი სახეობის მიკროორგანიზმი რჩება აღმოუჩენელი.
სად გადის სიცოცხლის არსებობის საბოლოო ფიზიოლოგიური ზღვარი.
რამდენად გავრცელებულია სიცოცხლე სხვა პლანეტების მიწისქვეშა გარემოებში.
სამეცნიერო წყაროები
-
Beaver, R. C. & Neufeld, J. D. - “Microbial ecology of the deep
terrestrial subsurface” (The ISME Journal, 2024).
ღრმა კონტინენტური ბიოსფეროს თანამედროვე მიმოხილვა.
კვლევის ნახვა -
Chivian et al. - “Environmental genomics reveals a single-species
ecosystem deep within Earth” (Science, 2008).
სამხრეთ აფრიკის მაღაროში 2.8 კმ სიღრმეზე აღმოჩენილი Candidatus Desulforudis audaxviator-ის კვლევა.
კვლევის ნახვა -
Borgonie et al. - “Nematoda from the terrestrial deep subsurface of
South Africa” (Nature, 2011).
სამხრეთ აფრიკის მაღაროებში 0.9-3.6 კმ სიღრმეზე აღმოჩენილი ნემატოდების კვლევა.
კვლევის ნახვა -
Dai et al. - Geobiology (2021).
ჩინეთის სამეცნიერო ბურღვის პროექტში 4.85 კმ-მდე სიღრმეზე მიკრობული ნიშნების აღმოჩენა. ავტორები აღნიშნავენ, რომ ამ სიღრმეზე ორგანიზმების მეტაბოლური მდგომარეობა ჯერ დასადგენია.
კვლევის ნახვა -
Magnabosco et al. - “The biomass and biodiversity of the continental
subsurface” (Nature Geoscience, 2018).
კონტინენტური მიწისქვეშა ბიოსფეროს მიკრობული უჯრედების რაოდენობისა და ბიომასის გლობალური შეფასება.
კვლევის ნახვა -
Kallmeyer et al. - “Global distribution of microbial abundance and
biomass in subseafloor sediment” (2012).
ოკეანის ფსკერის ქვეშ არსებულ დანალექებში მიკრობული უჯრედების გლობალური რაოდენობის შეფასება.
კვლევის ნახვა -
U.S. National Science Foundation (2022).
1.2 მილიარდი წლის მიწისქვეშა წყლისა და ღრმა ქერქში რადიოგენული პროცესების შესახებ.
მასალის ნახვა -
NASA Astrobiology - Research Locations.
დედამიწის ექსტრემალური და მიწისქვეშა გარემოების მნიშვნელობა სხვა პლანეტებსა და თანამგზავრებზე სიცოცხლის ძიებისთვის.
მასალის ნახვა
FUTURE POST — RESEARCH EDITION
დედამიწის ზედაპირი სიცოცხლის ერთადერთი თავშესაფარი არ არის. ჩვენი პლანეტის ქერქში არსებობს უზარმაზარი, რთული და ჯერ კიდევ არასრულად შესწავლილი მიკრობული სამყარო. ის გვიჩვენებს, რომ სიცოცხლეს შეუძლია მზის სინათლის გარეშეც არსებობა და გვაძლევს ახალ მიმართულებებს მარსსა და სხვა ციურ სხეულებზე სიცოცხლის ძიებისთვის.
შესაძლოა, სანამ სამყაროში სიცოცხლის ძებნას გავაგრძელებთ, ჯერ საკუთარი პლანეტის სიღრმეში დამალული სიცოცხლის სრულად გაგება გვჭირდება.
გააგრძელე აღმოჩენა
დაუბრუნდი ამ თემას, აღმოაჩინე დაკავშირებული მასალა ან გადადი ინტერაქტიულ კოსმოსურ გამოცდილებაზე.