Ayaklarımızın altındaki toprak, belki de Dünya üzerindeki diğer tüm yaşam alanlarından daha fazla gizemli yaşam formuyla dolu. Bilim insanları şimdi de gezegenimizin derin topraklarının adeta "karanlık ormanlarında" bol miktarda bulunan ve yaygın olan yepyeni bir bakteri şubesini (filum) tanımladı.
İlk olarak yaklaşık yirmi yıl önce bazı jeotermal sistemlerde izlerine rastlanan ve CSP1-3 olarak adlandırılan bu aday şubenin akrabaları, ilerleyen yıllarda tropikal yağmur ormanlarının altındaki gibi besin açısından fakir derin topraklarda ve demirin oksitlendiği yüzey altı topraklarında bulundu.
Uluslararası bir araştırma ekibi, yüksek kaliteli metagenom verilerini kullanarak nihayet bu bakteri şubesinin kapsamlı bir genomik kataloğunu oluşturmayı başardı.
Bulguları, bu bakterilerin yerin derinliklerinde nasıl hayatta kaldıklarına, yüzeyden aşağı sızan sınırlı karbon ve azottan nasıl beslendiklerine dair "derinlemesine bilgiler" sunuyor.
Ekip, bu gizemli mikropların, gezegenimizin tarihinin sadece küçük bir bölümünde var olan derin topraklardaki enerji ve element döngülerinde önemli bir rol oynadığından şüpheleniyor.
Araştırmaya katkıda bulunan mikrobiyologlar, "Çoğu insan bu organizmaların sadece spor halinde veya uykuda olduğunu düşünebilir," diyor ve ekliyor: "Ancak DNA'larını inceleyerek bulduğumuz önemli bulgulardan biri, bu mikropların aktif olduğu ve yavaş da olsa büyüdükleridir."
İncelenen derin toprak örnekleri, farklı ülkelerden ve onlarca metreye varan derinliklerden alındı.
Bu yeni keşfedilen bakteri şubesi, bazı derinliklerde (örneğin yüzeyin 17 ila 22 metre altında) toplulukların %60'ını oluşturarak bu gizli ekosistemlere kesinlikle hakimdi. Araştırmacılar, bu tür bir baskınlığın Dünya yüzeyindeki mikrobiyal topluluklarda asla görülmediğini belirtiyor.
Bilim insanları, "Bunun derin toprağın çok farklı bir ortam olmasından kaynaklandığına inanıyorum," diyor. "Bu organizma grubu, bu fakir toprak ortamına uyum sağlamak için uzun bir süre boyunca evrimleşmiş."
Derin topraklar enerji açısından sınırlı ve besin maddelerinden yoksundur. Bu ekosistem bilimsel olarak ihmal edilmiş olsa da, son çalışmalar burada yaşayan toprak mikroplarının daha önce fark edilenden çok daha büyük bir çeşitlilik gösterdiğini öne sürüyor.
Yüzeyin sadece 30 santimetre altına kadar uzanan topraklarda yaşayan mikrobiyal popülasyonlar, yüzlerce metre derinlikte yaşayan popülasyonlardan çok daha yoğundur. Ancak toplam popülasyon sayıları aslında oldukça benzerdir; derin toprak mikropları sadece daha dağınıktır.
Bu şubenin üyeleri muhtemelen kendi yaşam alanlarından en iyi şekilde yararlanmak için evrimleşmiş olsa da, mevcut çalışmanın yazarları tüm üyelerin aerobik karbon monoksit (CO) oksidasyonu yapma yeteneğine sahip olduğunu söylüyor. Bu, besin sınırlaması sırasında bakterilerin hayatta kalmasını artırabilen bir mekanizmadır.
Şube ayrıca hidrojen metabolizması belirtileri de gösteriyor.
Yazarlar, hem CO hem de hidrojenin her yerde bulunan enerji kaynakları olduğuna dikkat çekiyor ve bu nedenle gazları enerji için metabolize etme yeteneğinin, diğer besin maddelerinden büyük ölçüde arınmış topraklarda "büyük bir seçici avantaj sağlayabileceğini" belirtiyorlar.
Araştırmacılar, genomik kataloglarında, toprağı kolonileştirmek için adapte olmadan önce muhtemelen bir su habitatında yaşamış gibi görünen belirli bir soy hattı buldular.
Bu evrimsel sıçramayı yaparken, mikroplar karbonhidrat ve enerji metabolizmasında yer alan bir dizi gen kazanmış olabilir. Bu muhtemelen besin mevcudiyetindeki sık dalgalanmalarla başa çıkmalarına yardımcı oldu.
Yazarlar, "Bu çalışmalar CSP1-3 şubesinin metabolik potansiyeline dair ön bilgiler sağlamış olsa da, onun filogenisini, ekolojik önemini, çevresel adaptasyonlarını ve evrimsel yörüngesini yorumlamaya yönelik sistematik çabalar hala eksik," diye yazıyor.
Bazı tahminlere göre, Dünya'daki mikropların %99,999'u bilim tarafından bilinmiyor ve var olduğu düşünülen trilyonlarca türün %90'ından fazlası yüzeyin altında yaşıyor olabilir. Keşfedilen bu yeni şube, sayısız gizemden sadece biri.
Araştırmacılar, "Bu bakteriler, toprağın yüzey katmanından sızanları temizleyen çöpçüler gibidir," diyor. "Yapacak bir işleri var."
Bilim insanları şimdi bu mikropları laboratuvarda büyütmeyi deneyerek işlerini gerçekte nasıl yaptıklarını görmeyi hedefliyor.
Çalışma, saygın bir bilimsel dergide yayınlandı.
