Mikrober kan ha levt i underjorden i miljarder år
Nyligen hittades aktivt liv i ett 1,5 miljarder år gammalt grundvatten, djupt nere i urberget. En livsmiljö som bara mikroorganismer klarar av. Forskarna har nu kartlagt var och under vilka tidsrymder berggrunden på jorden varit beboelig.
Mikrober i underjorden har likheter med hur man tror att första livet på jordens yta såg ut. Hur länge organismerna levt i den djupa berggrunden är intressant ur evolutionssynpunkt. Kunskap om beboeligheten i berggrunden kan kan få oss att förstå mer om ursprunget och utvecklingen av livet på vår planet.
Nu har forskarna Henrik Drake, docent vid Linnéuniversitet och Peter Reiners, professor vid University of Arizona, USA, undersökt hur temperaturen i jordens urbergsområden varierat bakåt i tiden. De har gjort den första så kallade termokronologiska kartläggningen av livet i underjorden, som svarar på frågorna:
- Under vilka tidsrymder har berggrunden, på olika kontinenter, varit beboelig
- var har mikroorganismer levt isolerade under längst tidsrymd.
De flesta mikroorganismerna av släktena bakterier och arkéer på jorden lever i underjorden under våra fötter. Kontinenternas jordskorpa består till största delen av urberg likt det vi har i Sverige. I urbergets djupa sprickor ryms grundvatten och lösta gaser, och här finns mikroorganismerna som bland annat bildar metan från koldioxid och vätgas.
Den termokronologiska undersökningen ger en teoretisk ram för hur lång tid det var sedan mikroorganismer koloniserade underjorden på olika kontinenter.
– Vi såg att på flera platser, som svenska urberget och Australien har mikroorganismer maximalt funnits i 250-400 miljoner år. På andra platser som östra Finland, Grönland och möjligen någon del av Kanada, kan det funnits djupt liv i en miljard år och kanske lite till. Dessa platser är nu högintressanta för våra fortsatta studier. Här kan evolutionen pågått isolerat under enorma tidsrymder, säger Henrik Drake.
Man kan se termokronologi som en klocka i berget som startar eller stannar när berget utsatts för olika temperaturer. Olika mineral i berget har egna klockor som startar vid olika temperaturer.
– Genom att kombinera och sammanställa flera olika mineral kunde vi ta fram temperaturkurvor för varje urbergsområde över tid, och eftersom inget liv existerar över 122 °C kunde vi ta fram en modell för när urberget varit beboeligt och när det varit för varmt. Vi kunde se att de flesta urbergsområdena har haft komplexa historier, med flera episoder av potentiell kolonisering, men även långa perioder när de ”steriliserats”, berättar Henrik Drake.
Mikrober är osynliga för blotta ögat
En mikroorganism eller mikrob är en organism som är så liten att den inte kan ses med blotta ögat.
Bakterier är encelliga mikroorganismer utan cellkärna.
Arkéer är encelliga mikrober med enklare cellvägg än bakterierna.
Eukaryoter är en- eller flercelliga mikroorganismer som har cellkärna.
Virus är stora molekyler, som ibland betraktas som organismer.
Fossila spår av liv i svenska urberget
Även om urbergsområdena är miljarder år gamla och vanligen ses som stabila visade sammanställningen att de alla rört sig likt en jojo upp och ner i skorpan på grund av att tyngden av sedimenttäcken periodvis tryckt ner det. Temperaturen i jordskorpan ökar mot djupet, och under perioder när sedimenttäcket var tjockt steg temperaturen i urberget till nivåer där liv inte var möjligt. När erosion blottat urberget var temperaturen lägre och kolonisering möjlig.
– När vi lade samman våra tidigare upptäckter av fossila spår av liv i svenska urbergets sprickor med kurvor för hur temperaturen i urberget förändrats över tid såg vi att de stämde överens med perioder av låga temperaturer, säger Henrik Drake.
Detta gav idén att sammanställa alla urbergsområden på jorden. Av särskilt intresse var den kanadensiska urbergsskölden, där världens äldsta grundvatten upptäckts. Vad forskarna nu upptäckte var att temperaturen inte varit tillräckligt låg för mikrobiell aktivitet under hela den tidsrymd som vattnen funnits i de djupa spricksystemen. Det betyder att mikroberna koloniserat sprickorna senare än vad man tidigare trott, men trots detta är det hisnande tidsperioder vi talar om.
Vetenskaplig artikel:
Thermochronologic perspectives on the deep-time evolution of the deep biosphere. PNAS, Proceedings of the National Academy of SciencesKontakt:
Henrik Drake, forskare, docent vid Institutionen för biologi och miljö vid Linnéuniversitetet, henrik.drake@lnu.se
