کشف یک زیستگاه عظیم در اعماق خشک‌ترین صحرای جهان

بر اساس مطالعه‌ای که روز سه شنبه (۲۳ آوریل) در مجله PNAS Nexus منتشر شد، این جامعه تازه کشف‌شده در خاک‌هایی بین ۲ متر تا حداقل ۴ متر عمق زندگی می‌کند و تحت سلطه اکتینوباکتری هستند، گروه متنوعی از باکتری‌ها که در سایر محیط‌های سخت، از جمله قطب شمال، چشمه‌های آب گرم جوشان و دریاهای شور یافت می‌شوند. 

به گفته محققان: «اطلاعات کمی درباره حیات میکروبی در لایه‌های رسوبی عمیق‌تر وجود دارد. جوامع توصیف‌شده در این مطالعه می‌توانند نمایانگر مقدار بالای یک بیوسفر عمیق زیر خاک‌های بیابانی فراخشک باشند.» 

افزون بر این، محققان دریافتند اکتینوباکتری‌ها نزدیک به سطح، بین ۲ تا ۵ سانتی‌متر عمق دارند. بر اساس این مطالعه، تیم با حفاری عمیق‌تر، باکتری‌های متعلق به شاخه Firmicutes را یافت که در برابر غلظت‌های بالای نمک مقاوم هستند و برای زنده ماندن به اکسیژن نیازی ندارند. 

صحرای آتاکاما خشک‌ترین صحرای گرم جهان است که به اندازه سیاره زهره، نور خورشید دریافت می‌کند. تنها تعداد انگشت‌شماری از حیوانات در شرایط سخت زنده می‌مانند، از جمله موش گوش برگی داروین (Phyllotis darwini) و روباه خاکستری آمریکای جنوبی (Lycalopex griseus)، اما برخی از باکتری‌ها در خاک‌های نمکی و غنی از مواد معدنی صحرا رشد می‌کنند. 

محققان نمونه‌هایی از خاک صحرای آتاکاما برداشتند و محتوای DNA آن‌ها را غربال کردند تا فقط سلول‌های میکروبی زنده را استخراج کنند

برای یافتن اطلاعات بیشتر در مورد این ساکنان میکروسکوپی، محققان نمونه‌های خاک را از گودالی در دره یونگای استخراج کردند و هر قطعه DNA را که می‌توانستند پیدا کنند استخراج کردند. در تحقیقات قبلی، بین DNA میکروب‌های زنده و مرده تمایز قائل نشده بود، بنابراین محققان روشی را برای جدا کردن DNA موجود در سلول‌های زنده، معروف به DNA درون‌سلولی از DNA شناور آزاد یا خارج‌سلولی طراحی کردند. 

«این رویکرد، پیشرفت قابل‌توجهی در مطالعات تنوع میکروبی در محیط‌های شدید خواهد بود، چون به طور موثر سوگیری از DNA مشتق‌شده از سلول‌های مرده را حذف می‌کند.» 

باکتری‌ها در ۷۹.۲۵ سانتیمتر بالای خاک فراوان بودند، اما تقریباً بین ۷۹.۲۵ تا ۲۰۱.۱۷ سانتیمتر عمق وجود نداشتند، جایی که غلظت نمک حتی برای قوی‌ترین میکروب‌ها بیش از حد بالا بود. اما در اعماق پایین‌تر، محققان یک «منطقه گذار» به یک جامعه میکروبی پایدار را کشف کردند. این منطقه گذار با تغییر از خاک‌های غنی از رس معروف به نهشته‌های پلایا به نهشته‌های رودخانه باستانی همزمان بود. 

محققان معتقدند اکتینوباکتریا حدود ۱۹۰۰۰ سال پیش در نهشته‌های رودخانه کلنی تشکیل دادند و طی هزاران سال زیر رسوبات پلایا مدفون شدند. میکروب‌ها در عمق با استخراج آب از گچ زنده می‌مانند که وقتی انیدریت معدنی در معرض آب قرار می‌گیرد تشکیل می‌شود. این واکنش در دماهای بالا برگشت‌پذیر است و می‌تواند آب را در خاک آتاکاما آزاد کند. 

صحرای آتاکاما اغلب به عنوان مکانی مشابه برای مطالعه شرایط سخت مریخ استفاده می‌شود، جایی که سطح آن کاملاً بی‌جان است، اما ممکن است شواهدی از حیات میکروبی را در زیر خود به صورت پنهان داشته باشد. محققان در این مطالعه یادآور شدند که تحقیقات جدید می‌تواند به جستجوی حیات در سیاره سرخ کمک کند، چون مریخ دارای ذخایر گچی است که به طور بالقوه می‌تواند به عنوان منبع آب برای حیات فرازمینی عمل کند. 

«بر اساس دانش ما، این موضوع نمایانگر عمیق‌ترین بررسی میکروبی و کشف حیات میکروبی در خاک‌های آتاکاما تا به امروز است.»