Extremophilen: Auf der Jagd nach "Würmer aus der Hölle"


Bist du auf der Suche nach "Würmer aus der Hölle", müssen Sie bereit sein für einige harte gehen. Du musst eine unerschrockene Abenteurer und eine wissenschaftliche risikofreudig, jemand mit einer hohen Toleranz für Beschwerden und natürlich Wärme sein. Gaetan Borgonie, Spezialist für Nematoden aus Belgien, ist so ein Mensch, und dadurch die Welt weiß nun etwas neues und sehr überraschend über die Welt tief unter der Erdoberfläche: ist es zu Hause nicht nur zu einzelligen Mikroben, sondern auch für weitaus komplexer Kreaturen wie Nematoden, die Tausende von Zellen.

Borgonie der Entdeckung, berichtet in der Juni-2 Ausgabe der Zeitschrift Nature, war das Ergebnis einige 25 Reisen hinunter in die tiefsten Einschnitte in der Welt, gold und Platin Minen in Südafrika. Seine Reisen in den Höhlen von einigen der weltweit extremsten Extremophilen nahm ihn so tief wie 2,5 Meilen in die Erde, und erlaubte es ihm, einige Proben von lebenden zurückzubringen, die – einmal in einer Kultur und Petrischale – begann zu wackeln und Winden. Borgonie und seine Kollegen tendenziell sachlich über die Natur und die Not ihrer Suche, aber finden die "Würmer aus der Hölle" Ausdauer und bemerkenswerte Fahrt nahm. Ich weiß, weil für zwei Abfahrten oder "Safaris" wie sie manchmal genannt werden, ich in ihrem Streben dazukam.

Ich hatte keine Ahnung, dass ich auf die Nematoden Jagd wäre, wenn ich nach Südafrika im Jahr 2009 flog. Mein Ziel war es, aus erster Hand zu sehen, woher Extremophile Pionier Tullis Onstott von der Princeton University die Arbeit, die unser Verständnis von der tiefen unterirdischen Welt nachhaltig verändert. Arbeiten auf eine Ahnung (und ohne äußere Mittel) Onstott Aufrechnung nach Südafrika auf der Suche nach Mikroben glaubte er den dampfenden, dunkle isoliert von den Felsen rund um die Mine Tunnel Leben könnten. Es hat ihn und seine Kollegen Jahre um es zu beweisen, aber es ist jetzt weithin anerkannt, dass Mikroben Meilen unterhalb der Oberfläche der Erde und von den Meeresboden leben können. Ihre bekannteste Entdeckung, ein Bakterium namens Verbindung Desulforudis Audaxviator (oder "kühnen Reisenden"), eine Anspielung auf Jules Vernes "Journey to the Center of the Earth," war entschlossen, solange u-3 bis 40 Millionen Jahren tief ohne Kontakt mit der Oberfläche – mit den radioaktiven Zerfall des nahe gelegenen Felsen als Energiequelle und Einbruch Moleküle in mundgerechte Nahrung gelebt haben. [Seltsamsten Orten wo Leben auf der Erde gefunden wird]

Während Onstott in Südafrika sein könnte, wenn ich besuchte, reiste ich mit dem südafrikanischen Team, das Onstott Erfolg beigetragen hat. Basierend auf der Universität des Freistaates in Bloemfontein, benannt die Gruppe unter der Leitung von einem dynamischen jungen Biochemiker Esta van Heerden und erfahrene Chemiker Derek Litthauer, wer nun für neuartige Gene und Proteine in den tiefen Gruben sucht. Es stellte sich heraus, hatte wenn ich zeigte sich das Team auch einen Besuch Kollegen – Borgonie. Wie Onstott vor ihm, hatte er eine Ahnung:, dass tief unter der Erde Leben nicht alle würden werden mikrobielle. Ja, den Druck und die Hitze hoch wären und das Niveau der Sauerstoff wäre gering. Aber da die Nematoden oder Fadenwürmer, robust und weit verbreitet sind, Borgonie sah keinen zwingenden Grund, warum sie vor allem in den tiefen Bergwerken – trotz der weit verbreiteten Ansicht gefunden werden würde nicht, dass ihr Angebot beschränkt sich auf etwa 20 Fuß unter der Oberfläche war. Als ich ankam hatte er schon ein paar tief meine Proben, aber nicht genug, um tatsächlich eine Papier darauf schreiben.

Während Nematologist Borgonie zunächst am meisten interessiert erweitert die bekannte seine Würmer war, verstand er sicherlich die Konsequenzen für Astrobiologie, die Entdeckung des Komplexes Leben tief unter die Oberfläche hätte. Das bewährte Vorhandensein von Bakterien und andere Mikroben in großer Tiefe hatte bereits zu Spekulationen geführt, dass eine ähnliche Art von unterirdischen Leben auf Planeten jenseits der Erde, und die meisten vor allem Mars leben könnte. Einmal viel Wetter und wärmer, Mars kann auch Umgebungen förderlich für die Entstehung des Lebens vor etwa 4 Milliarden Jahren gehabt haben. Danach verschlechtert, aber vielleicht etwas Leben überlebt indem Sie tief unter der Erde und Anpassung. Ob weit komplexere Nematoden – mit Nervensystem, Verdauungssystem und reproduktive Systeme – tief unter der Erde auf der Erde überleben könnte, würde dann vielleicht dasselbe auf dem Mars zutreffen. [7 Theorien über den Ursprung des Lebens]

Unseren ersten Abstieg war der Star Diamond Mine, im Busch zusammen mehrere Autostunden von Bloemfontein. Eine relativ kleine Operation, wir gingen weniger als eine Meile, um Wasserproben zu sammeln und (Ich vermute) testen, ob der journalistische Gast die unterirdische Welt umgehen konnte. Borgonie fand auch einige interessanteren Nematoden mit Eiern in die Stalaktiten-Zapfen, die auf einigen Felsvorsprüngen und Ausrüstung gebildet, und war auf der Suche nach mehr aber kam mit leeren Händen.

Der nächste Abstieg wäre viel tiefer und weit mehr expansiv entwickelt mir. Das Ziel war die Northam Platinum Mine, und es war ein Tag Fahrt von Bloemfontein, in der Nähe von Crocodile River im Nordosten des Landes. Northam Platinum-Manager hatte van Heerden genannt, weil sie wollten zwei Abschnitte des Bergwerks zu schließen, die für sie und ihr Team Extremophile von Interesse sein könnten. Es dauerte Jahre, um Vertrauen zwischen Grube Inhabern und Wissenschaftlern zu entwickeln, aber 2009 war es schon ganz gut etabliert.

Onstott zuvor durch das Sammeln von Wasser aus Bohrlöchern und Suche nach Bakterien in seinen Proben bewiesen hatte, waren die Felsformationen in Südafrika ideal für das unterirdische Leben. Die Mikroben benötigen Frakturen in den Felsen und sie brauchen Wasser, und beide waren zur Verfügung. Die Logik der Onstott Entdeckungen und jetzt die Nematoden Entdeckungen ist auch, dass ähnliche Leben wahrscheinlich tief unter der Erde gefunden werden ist, wo Bedingungen erlauben, und dabei kann es sich unter viel von der Erdoberfläche.

Die Fahrt bis zu unserem Ziel in Northam Platinum, Level 7, war in einem schnellen Aufzug. Einen gut organisierten Betrieb mit moderner Ausstattung, dennoch hört man Steinschlag an der Decke Aufzug als wir nach unten in die Dunkelheit rasten. Ein paar Minuten später, kamen wir zu einem abrupten Stillstand, die Türen geöffnet, und wir gingen in einer großen zentralen Höhle – komplett mit einem Miniatur-Zug-System um das abgebaute Material zu bewegen. Jede Ebene hat eine solche Öffnung und dann ein Labyrinth von Tunneln abzweigen, und fuhren wir zu einigen von den unendlichen Weiten des Labyrinths.

Unser erste Ziel war das Ende eines Tunnels, die nicht geklappt – zu viel Wasser sickerte in trotz der Bemühungen, es zu stillen und Pumpen Sie ihn heraus. In weniger als sieben Jahren die Ausrüstung hereingebracht hatte in aussah wie ein vor langer Zeit Schiffswrack umgewandelt worden, mit Stalaktiten von Calciumcarbonat hinzufügen die spukt das Gefühl des Ortes. Wir alle schwappte um im Kalb-tiefen Wasser. Borgonie war begeistert – die Bohrungen und die Zapfen hielt das Versprechen der Nematoden. Er blieb den anderen verließ, murmelte glücklich zu sich selbst.

Aber unser Hauptziel war anderswo, und nachdem er weitergezogen marschierte ich hinter den anderen in der Dunkelheit. Es war unheimlich, nervenaufreibend so weit unter der Erde sein so ganz von Felsen umgeben. Aber der Tunnel gegraben wurde gerade und fest, die Lüftung etwas frische Luft gebracht und holte die giftigen Gase und der periodischen Bild und Ton der Bergleute nach unten Zweig Tunnel immer die Sachen davor zu jenseitigen. Ich kam an eine Kreuzung, machte eine scharfe Linkskurve, die anderen folgen und mit der Plötzlichkeit eine schnell vorbeifahrenden Zug, wurde durch eine Explosion der Hitze gestaffelt. Es war nicht die Art von Wärme, die Sie schnell ins Schwitzen bringt – war ich ohnehin schon, aber die Art wächst im Inneren Ihres Körpers mit anstrengenden oder übermäßig anstrengenden Anstrengung. Es war ein schwerer Schlag, und ich Griff nach der Wand zu stehen. Erst später erfuhr ich, dass Borgonie und Litthauer haben gelegentlich von einem besonders heißen oder airless Tunnel evakuiert und wieder an die Oberfläche schickte. Die Temperaturen steigen normalerweise wie Sie weiter in die Erde steigen, aber Onstott mir das Gold erzählte und Diamant Gürtel von Südafrika besonders heiß unten, ist weil einige seiner Gesteinsschichten besonders anfällig für radioaktiven Zerfall sind.

Ich kroch mein Weg, um die Forscher und Mine Beamten versammelten sich weiter in einen weiteren Tunnel Sackgasse. Bereits die Wissenschaftler hatten ihre Ausrüstung zu einem schmalen Metallrohr poking aus dem Felsen befestigt und Wasser gesammelt wurden. Es war ein Bohrloch, einer von Bergleuten zu sehen, was die Bedingungen waren wie in den Felsen gebohrt. Die Temperaturanzeige zeigte, dass das Wasser eine Verbrühungen 120 Grad F am Ende des Rohres war. Es war ein kaum anfassbar 130 Grad oder mehr, wie es die harte Eruptivgestein verließ einer der Wissenschaftler sagte. Mine Geologe Werner Lamprecht, sichtlich stolz auf das Ende von allem, sagte die Temperatur einige Füße in der Felswand wahrscheinlich im Bereich von 160 Grad. Nicht überraschend, tanzte Dampf oben aus dem Wasser auf die Tunnelsohle gebündelt.

Arbeiten in dieser Art von Wärme tritt bekanntermaßen auf Halluzinationen zu bringen, und spanische Forscher Antonio Garcia-Moyano und ich in regelmäßigen Abständen sah Halos von viel breiter als alles, was aus unserer Bergleute Lichter leuchten. Die Bergleute sagen sie bekommen allmählich mehr verwendet, um die Hitze – obwohl in den Minen arbeiten unvermeidliche Langzeitfolgen hat-- aber wir-Bergleute in regelmäßigen Abständen aus dem Schnellkochtopf aus leicht belüfteten Ecken des Tunnels zurückziehen mussten. (Gerichtet an eine nahe gelegene Decke Pipe Besprühen mit lauwarmes Wasser getränkt ich mich und meine Overalls in einer sehr leicht kühlende Dusche.)

Es half nicht, dass das Wasser aus den Bohrlöchern heiß und schwül ist, nach faulen Eiern stinkt und voll von Methangas ist. Wie die Bergleute auf der Suche nach Gold, Platin und Diamanten, am Ende mit vielen Abfahrten von den Wissenschaftlern mit keine nützlichen Daten überhaupt.

Ich saß auf einem ausrangierten Brett neben der Tunnelwand und beobachtete. Der Tunnel hatte keine Insekten, keine Spinnen, keine unerwarteten Bewegung, die mit Kreaturen, kommt noch früheren Expeditionen hatte bewiesen, dass wir nicht allein--waren, dass auch dieser Ort irgendwie Leben in winzigen, wässrige Risse im Gestein unterstützt. Das Leben könnte sogar sein viel komplexer als eine einzellige Mikrobe unmöglich schien.

Noch Borgonie Papier in Natur, Co-Autor mit Onstott, van Heerden, Litthauer und anderem beschrieben vier kleine, noch für das Auge sichtbare Nematoden gefunden in den drei verschiedenen tiefen Bergwerken (aber nicht diejenigen, die wir besucht haben.) Die lebenden Wurm gefangen in der größten Tiefe war mehr als 1,2 Meilen, während ein Überrest Teil eine Nematode auch bei 2,2 Meilen gefunden wurde. Die Frage der Kontamination war natürlich wichtig – diese Kreaturen, die in der Umwelt an den Schuhen der Bergleute oder im Bergbau Wasser gebracht wurden? Umfangreiche Tests – darunter eine weitere Reise nach Südafrika zu etwas Wasser erneut testen erforderlich, von der Zeitschrift Natur – festgestellt, dass die Nematoden in der Tat lebten tief im Fels der Minen, ernähren sich die Bakterien und die Anpassung an eine dunkle, warme Welt mit wenig Sauerstoff.

Während einige der Bakterien tief unter der Erde für Millionen und Millionen von Jahren gewesen war, waren die Nematoden entschlossen, in ihrer aktuellen Tiefe für mindestens 5.000 bis 10.000 Jahren gelebt haben. Die bemerkenswerte Einstellung zu erfassen, benannt das Team eine bisher unbekannte Nematoden Halicephalobusmephisto, einen Verweis auf Faust und sein Dämon der Unterwelt.

Es dauerte viele Monate für das Papier fertig gestellt und veröffentlicht werden, aber wenn es Neuigkeiten von den "Würmern aus der Hölle" erschien auf der ganzen Welt verbreitet. Es beeindruckt auch viele Wissenschaftler auf dem Gebiet, wie von der Oregon State University Frederick Colwell beschrieben. Er bereits wusste etwas von der Entdeckung, aber sagte, dass es viele überrascht, die nie die Möglichkeit des Findens komplexen Lebens in solchen tiefen konzipiert. "Dies ist eine neue Erkenntnis, die auf jeden Fall an die wissenschaftliche Gemeinschaft fällt", sagte er.

Colwell engagiert sich in der Tiefe Carbon Observatory-Projekts an der Carnegie Institution of Washington, und organisiert eine "Volkszählung" des unterirdischen Lebens. Die "Würmer aus der Hölle" sind eine wichtige Ergänzung zu ihrem Verständnis von Erde, sagte er, und eine möglicherweise erhebliche Vorschuss für Astrobiologie zu. "Menschen haben hatten, Annahmen über die Möglichkeit eines Lebens auf dem Mars oder anderen Planeten zu überdenken", sagte er. "Wenn komplexere Leben in der Tiefe der Erde, dann die Chancen, die es an anderer Stelle deutlich steigen könnten existieren kann."

Für Borgonie weltweites Interesse an den "Würmern aus der Hölle" wurde etwas überraschend – Nematoden News bekommt selten so viel Aufmerksamkeit. Jetzt will er Sequenz das Genom von H. Mephistoto finden Sie mehr von seinen Geheimnissen. Die Suche nach unterirdischen Würmer war ein hochdotiertes Wagnis mit vielen Pessimisten – auch an seiner eigenen Universität – aber das ist oft die Kulisse für bedeutende Entdeckungen.

"In der Wissenschaft, zum ersten Mal, das jemand schlägt etwas ungewöhnlich ist die Reaktion fast immer negativ," sagte er später. "Meteoriten die Dinosaurier getötet; zuerst alle sagten "Ha, ha." Zehn Jahre später sagten sie vielleicht, dass es möglich war. Und zehn Jahre danach, die Leute sagen, ja, ja, natürlich. " Er war über Dinosaurier sprechen, aber offensichtlich denken von Nematoden in der Tiefe.

Nun hofft er, andere Forscher werden die Suche nach Nematoden – und anderen komplexen Lebensformen – tief unter der Erde verbinden, und Fortsetzung des Prozesses der neu zu definieren, die Natur und die Ausbreitung des Lebens auf der Erde und die Möglichkeiten für das Leben außerhalb unseres Planeten.

Dieser Geschichte wurde zur Verfügung gestellt von SPACE.com, Schwester Website zu LiveScience. Diese Geschichte wurde von Astrobiology Magazine, eine Web-basierte Publikation, gesponsert von der NASA Astrobiology-Programm zur Verfügung gestellt.

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