Pustynne życie

„Nie ma, nie ma wody na pustyni, a wielbłądy nie chcą dalej iść” – śpiewała w 1982 r. Beata Kozidrak. Fakt, kiedy nie ma wody, zaczynają się problemy. Wielbłądy bez picia wytrzymują kilka miesięcy. Długo? Tak, choć na Ziemi są pustynie, na których nie padało od setek, a nawet tysięcy lat. I okazuje się, że w ich piaskach żyją bakterie.

To, że płynna woda jest niezbędna do życia – to pewnik. Wspomniany wielbłąd tylko pozornie radzi sobie bez wody. Jak każde żywe stworzenie potrzebuje jej do funkcjonowania. Z tą tylko różnicą, że wielbłądy do perfekcji opanowały sztukę oszczędzania. Mają na przykład specjalny mechanizm służący do odzyskiwania wody z wydychanego powietrza, nie pocą się i mają grubą izolację – z warstwy tłuszczu i gęstego futra. Nie jest natomiast prawdą, że wodę gromadzą w garbach. Garby to magazyny tłuszczu, które mogą być uruchomione, gdy zwierzęciu brakuje pożywienia.

Bakteria jak wielbłąd

Wielbłąd może sobie pozwolić na wiele różnych mechanizmów, bo jest dużym zwierzęciem. „Stać go” na to, by wyspecjalizować się w oszczędzaniu. Im większe zwierzę, tym łatwiej radzi sobie z niesprzyjającymi warunkami. Tak myśleliśmy do niedawna. Dzisiaj wiemy, że równie skuteczne w zasiedlaniu nieprzyjaznych miejsc mogą być inne organizmy, w tym bakterie. To może dziwić, bo bakteria powinna być dość wrażliwa. Jest pojedynczą komórką. Okazuje się jednak, że bakterie potrafią przystosować się do warunków, o jakich wielbłądy i inne żywe organizmy nawet nie mogłyby marzyć. Przyjęły jednak inną niż wielbłądy strategię. Rozmnażają się szybko i często mutują. Innymi słowy, poszukują najlepszych rozwiązań, a gdy je znajdą, wykorzystują do przetrwania.

Jednym ze środowisk, w których bakterie doskonale sobie radzą, są pustynie. I to nawet takie, na których nie padało od tysięcy lat. W jednym z ostatnich numerów „Proceedings of the National Academy of Scien­ces” ukazały się wyniki badań, które pokazują, że dla bakterii nie ma środowiska na tyle suchego, żeby nie dało się w nim zamieszkać. Naukowcy z Washington State University (USA) badali tereny pustyni Atakama w Chile. To bodaj najsuchsza pustynia z tych, które są na naszej planecie. A na dodatek bardzo wysoko położona i w sporej części pokryta górami. To kolejne odkrycie, które przeczy dość powszechnej opinii, że na pustyniach nie ma życia. Dzisiaj wiemy, że jest go tam całkiem sporo. A to znaczy, że równie dobrze żywe mogą być i marsjańskie równiny, i te, które znajdują się na innych globach. Prawdę mówiąc, powierzchnia Marsa z punktu widzenia życia wydaje się znacznie przyjaźniejsza niż niektóre ziemskie pustynie.

Jeżeli tak jest rzeczywiście, dlaczego żaden z marsjańskich łazików tego życia nie odkrył? Cóż, gdy postanowiono wypróbować systemy do wykrywania żywych organizmów na jednej z ziemskich pustyń, dokładnie te same, które potem zostały wysłane na Marsa, okazało się, że są one zbyt mało czułe, by wykryć subtelne ślady życia. Dzisiaj niespecjalnie dziwimy się, dlaczego łaziki dotychczas nie wykryły życia na Czerwonej Planecie. Te same łaziki, gdyby wylądowały na pustyniach Atakama, Saharze czy Gobi, orzekłyby, że Ziemia jest martwą planetą.

Wszystko wytrzymają

Badania z Atakamy to kolejny krok do zrozumienia życia. Także naszego. Im lepiej je poznajemy, tym częściej dochodzimy do wniosku, że bez trudu może ono funkcjonować w kosmosie. I nie dotyczy to tylko i wyłącznie obszarów, na których nie ma wody. Bakterie na pustyni też korzystają z wody, tyle tylko, że nauczyły się ją pozyskiwać w sposób niezwykle wyszukany. Zresztą umieją to nie tylko bakterie. Pustynie nieco wilgotniejsze niż Atakama porastają rośliny, które pozbawione są systemu korzeniowego. Całą wodę pobierają one z powietrza. Nauczyły się „zasysać” ją na przykład z pojawiających się tam od czasu do czasu mgieł.

Wróćmy do mikroorganizmów. Okazuje się, że to one zasiedlają najbardziej ekstremalne środowiska. Miejsca wyjątkowo suche to dopiero początek listy. W samym Układzie Słonecznym są globy, na których wody jest pod dostatkiem, ale jest ona albo ekstremalnie zmrożona, albo (to pod lodem) ekstremalnie ogrzana. Są miejsca o bardzo wysokim zasoleniu, ale i takie, gdzie padają deszcze kwasu siarkowego (np. na Wenus). Gdy planeta lub księżyc nie mają ani atmosfery, ani pola magnetycznego, życie narażone jest na bardzo wysokie promieniowanie kosmiczne. Czy życie to wszystko może wytrzymać? Okazuje się, że jak najbardziej tak. Istnieje grupa bakterii, które przez wytworzenie specjalnych mechanizmów radzą sobie świetnie. Tą grupą są ekstremofile.

To zacznijmy od ekstremalnego promieniowania. Bakterie szczepu Deinococcus radiodurans są w stanie przetrwać nawet we wnętrzu reaktora atomowego, czyli w warunkach ekstremalnie wysokiego promieniowania. Każda inna bakteria zostałaby unicestwiona w mgnieniu oka, ale Deinococcus radiodurans sobie radzi. Odpowiedzialne są za to trzy cechy (chyba) niespotykane u innych organizmów żywych. Pierwsza to bardzo ciasno upakowane DNA, druga – niezwykle rozwinięty system naprawczy kodu genetycznego. W efekcie, nawet gdy dojdzie do uszkodzenia DNA przez promieniowanie, błąd natychmiast zostaje naprawiony, a bakteria może bez problemu dalej się replikować. No i trzecie przystosowanie: bakterie z tego szczepu mają aż cztery kopie swojego genomu. Na wszelki wypadek, żeby było z czego kopiować w czasie naprawy.

Żyją wszędzie

Odporne na promieniowanie bakterie bez trudu mogłyby funkcjonować w środowisku kosmicznym. A co z innymi dziwolągami z grupy ekstremofili? Na przykład szczep Hemichloris Antarctica jest odporny na wielokrotne zamrażanie i rozmrażanie. Kilka lat temu naukowcy znaleźli bakterie, które 250 mln lat „przezimowały” wewnątrz kryształków soli. Gdy je stamtąd wyciągnęli, bakterie ożyły. Istnieją takie, które funkcjonują w wodzie o skrajnie zasadowym odczynie, np. w takiej, której pH wynosi 12,8 (czysta woda ma pH 7)! Oznacza to, że mogłyby one żyć np. w płynie do utleniania włosów (pH 12). Taka mocna zasada głęboko poparzyłaby ludzką skórę. Ale znane są także przypadki bakterii żyjących w środowisku skrajnie kwaśnym (np. o pH poniżej 2). Naukowcom znane są nawet bakterie, które zamieszkują geotermalne kominy na dnach oceanów, gdzie temperatura mocno przekracza 100 st. C (to tzw. termofile). Niektóre bakterie są obojętne na promieniowanie ultrafioletowe, a inne na ciśnienie dochodzące aż do 250 atmosfer (barofile). Znane są też takie, które żyją w wodzie tak słonej, że nie zamarza nawet przy kilkudziesięciu stopniach poniżej zera (to halofile). W maleńkiej próbce wody ze śniegów bieguna południowego znaleziono od 200 do 5 tys. bakterii, mimo że temperatury dochodzące tam do minus 80 st. C nie są rzadkością!

Jak to możliwe, że prymitywne organizmy wydają się niewrażliwe na warunki, które zabiłyby nawet najzdrowszego człowieka? Na to pytanie, jeśli chodzi o większość ekstremofili, brak na razie jasnej odpowiedzi. W przypadku nielicznych istnieją jedynie hipotezy. Nie rozumiemy tego, co dzieje się w środku pojedynczej komórki, ale sporo możemy się dzięki badaniu takich organizmów nauczyć. Nie tylko o nich, ale także o sobie, o życiu na Ziemi i o… kosmosie. To dzięki badaniu ziemskiego życia możemy z większą nadzieją spoglądać w kosmos. To, że na Ziemi znajdują się organizmy, które równie dobrze mogłyby funkcjonować w kosmosie, wcale nie znaczy, że one tam rzeczywiście żyją. Mogą istnieć, ale czy istnieją? Cóż, potrzebujemy jeszcze czulszych instrumentów, aby dalej badać, zbierać próbki i analizować.•

„Sonda 2”, niedziela 18 marca, godz. 14.05.

«« | « | 1 | » | »»

aktualna ocena |   |
głosujących |   |
Ocena | bardzo słabe | słabe | średnie | dobre | super |

Dodaj komentarz
Gość
    Nick (wymagany lub )

    Ze względów bezpieczeństwa, kiedy korzystasz z możliwości napisania komentarza lub dodania intencji, w logach systemowych zapisuje się Twoje IP. Mają do niego dostęp wyłącznie uprawnieni administratorzy systemu. Administratorem Twoich danych jest Instytut Gość Media, z siedzibą w Katowicach 40-042, ul. Wita Stwosza 11. Szanujemy Twoje dane i chronimy je. Szczegółowe informacje na ten temat oraz i prawa, jakie Ci przysługują, opisaliśmy w Polityce prywatności.