Bakterie pany!

Tomasz Rożek

publikacja 06.09.2010 09:07

Nie pierwszy raz naukowcy przekonali się, że bakterie potrafią przeżyć w każdych warunkach. I nie pierwszy raz rodzi to pytanie o życie na obcych globach.

Bakterie pany! kaibara87 / CC 2.0

Takie eksperymenty są najlepsze. Proste, tanie i dające jednoznaczną odpowiedź. Naukowcy z Open University w Wielkiej Brytanii wysłali w przestrzeń kosmiczną kawałki porowatych skał, zebrane nad morzem w hrabstwie Devon. Na orbicie kamienie przyczepiono – od zewnątrz – do kadłuba międzynarodowej stacji kosmicznej. Tam były narażone na wysokie promieniowanie jonizujące, bardzo wysoką temperaturę (gdy promienie słoneczne padały na nie bezpośrednio) i ekstremalnie niską (minus 150–200 st. C), gdy stacja kosmiczna wchodziła w strefę cienia Ziemi.

O kawałkach skał zapomniano na 18 miesięcy. Po tym czasie sprowadzono je na Ziemię i wrzucono do superczystej wody. Nie trzeba było długo czekać, a woda najpierw zmętniała, by później… zazielenić się. Po dokładnym przebadaniu kamieni, wody i osadu okazało się, że w porach kawałków skalnych obecny jest pewien szczep bakterii – cyjanobakterie. Przetrwał przez 553 dni w otwartej przestrzeni kosmicznej. Bez wody i bez pożywienia. Po raz kolejny okazało się, że ekstremalne warunki przestrzeni kosmicznej nie są zagrożeniem dla jednokomórkowego życia.

Człowiek to nie bakteria
Wiele lat temu w okolicach Chicago zasypano żużlem hutniczym niewielkie jeziorko Calumet. Z czasem woda pozostająca w zagłębieniach terenu stała się bardziej zasadowa niż woda utleniona. W takich warunkach znaleziono proste życie. Tak samo zresztą w kwaśnych jak kwas wodach Rio Tinto na południu Hiszpanii. Woda z tej rzeki (a także woda z okolic zbiornika Calumet) spowodowałaby rozległe i głębokie oparzenia ludzkiej skóry. Bakteriom nie szkodziła. Już wiele lat temu zaobserwowano, że możliwości adaptacyjne małych organizmów są wręcz nieograniczone.

Bakterie znajdowano w źródłach geotermalnej wody (gdzie temp. dochodziła do 100 st. C), a także tam, gdzie ciśnienie dochodzi do 250 atmosfer. Są bakterie, którym w ogóle nie przeszkadza promieniowanie ultrafioletowe, a są nawet takie, które rozmnażają się na powierzchni materiałów silnie radioaktywnych. Gdy w sterylnych warunkach laboratoryjnych roztopiono kawałek lodu z bieguna południowego, okazało się, że mieszkało w nim wiele rodzajów bakterii. Mimo że często temperatura, w jakiej musiały funkcjonować, dochodziła do minus 80 st. C. I pozostaje pytanie – jak to wszystko jest możliwe? Jakie mechanizmy powodują, że bakterie wydają się niewrażliwe na wszelkie przeciwności, które człowieka dawno by zabiły.

Kapsuła na lepsze czasy
Sprawa dla bakterii nie wygląda aż tak różowo. Nie każdy jednokomórkowiec jest w stanie przetrwać w ekstremalnych warunkach. Potrafią to ekstremofile, specyficzne bakterie o bardzo wyspecjalizowanej budowie. Potrafią się adaptować, bo… jest ich dużo. Bakterie bardzo szybko się rozmnażają. W dużej populacji zawsze znajdzie się „osobnik”, który potrafi sobie poradzić. Część z jego potomstwa oryginalne cechy odziedziczy i… nowy obszar zostaje skolonizowany.

Naukowcy z wielką uwagą przyglądają się temu, jak ekstremofile radzą sobie w niesprzyjających warunkach. Chcą skopiować przynajmniej niektóre rozwiązania. Choć pewnie nie wszystkie będzie się dało wykorzystać. Jak chociażby to, dzięki któremu bakterie Deinococcus radiodurans są tysiące razy bardziej odporne na promieniowanie jonizujące niż inne organizmy żywe. Te radiofile mają bowiem aż cztery kopie swojego DNA.

Każda spleciona jest nieco inaczej, a to powoduje, że jest bardzo mało prawdopodobne, by wszystkie one – w wyniku promieniowania – uległy uszkodzeniu. Dzięki ciasnym splotom powstałe uszkodzenie jest bardzo szybko naprawiane. Dlaczego takiego „patentu” nie wykształciły inne organizmy żywe? Pewnie dlatego, że ta cecha nie była im potrzebna. Nie żyjemy przecież w pierwotnym obiegu chłodzenia elektrowni jądrowej. A Deinococcus radiodurans żyje.

Naukowcy przyglądają się niezwykłym umiejętnościom adaptacyjnym z jeszcze jednego powodu. Skoro warunki nie grają roli, bakterie mogą żyć w wielu miejscach w Układzie Słonecznym. Tam, gdzie nawet dla nich jest za ciasno, zawsze mogą wytworzyć formy przetrwalnikowe, które – jak kapsuły czasu – przechowają życie do lepszych czasów. A mogą przechowywać naprawdę długo. Kilka lat temu znaleziono bakterie, które „przezimowały” wewnątrz kryształków soli przez 250 milionów lat.