سطح كوكبنا مليء بالحياة: إنها السمة المميزة لكوكبنا، الذي، بقدر ما نعلم، يجعله فريدًا بين الكون. لكن قد نكون قد قللنا من تقدير مدى عمق الحياة التي يمكن أن تزدهر تحت أقدامنا.
في إحصاء طموح استمر لمدة 8 سنوات، اكتشف فريق دولي من العلماء تنوعًا مذهلاً من الميكروبات تعيش تحت سطح كوكبنا، أعمق من أي شيء تم اكتشافه سابقًا.
قاد الدراسة عالم البيئة الميكروبية إميل روف من مؤسسة وودز هول لعلوم المحيطات في الولايات المتحدة وعالم المعلومات الحيوية إيزابيلا هرايبي دي أنجيليس من معهد ماكس بلانك للكيمياء في ألمانيا. وقد وجدت الدراسة أشكال حياة تصل إلى عمق 491 متر (1610 قدم) تحت قاع المحيط، وحتى أعمق على اليابسة: حتى 4375 متر (2.7 ميل) عميقاً.
حلل الفريق عينات من أكثر من 50 موقعًا حول العالم، تم جمعها من فوق وتحت سطح الأرض، بالإضافة إلى مواقع مثل الكهوف والفتحات الحرارية المائية العميقة التي تشكل عتبة السطح.
تم جمع العينات السطحية من التربة والرواسب أو أعمدة المياه، بينما تم استرداد العينات تحت السطحية من الآبار والمناجم والمياه الجوفية أو السوائل الناتجة عن عمليات التكسير الهيدروليكي.
يتبع تنوع أشكال الحياة المكتشفة نمطًا غير متوقع. يقول روف: “من الشائع الافتراض أنه كلما تعمقت تحت سطح الأرض قلت الطاقة المتاحة وانخفض عدد الخلايا القادرة على البقاء”.
“لكننا نظهر أنه في بعض البيئات تحت السطحية يمكن أن يتنافس التنوع بسهولة مع التنوع الموجود على السطح أو حتى يتجاوزه”.
كان هذا صحيحاً بشكل خاص بالنسبة للميكروبات في البيئات البحرية وللميكروبات المنتمية إلى فئة التصنيف المعروفة باسم “الأركيا”، والتي أصبحت أكثر غنىً جينيًا مع انتشار التنوع بشكل متساوٍ كلما تعمق الباحثون. كان تنوع البكتيريا في الأعماق البحرية مرتفعاً بشكل غير متوقع مقارنة بالنظم الإيكولوجية على السطح.
تعمل الحياة في هذه العوالم السفلى وفق جدول زمني مختلف تماماً عن سطح الأرض النابض بالحياة. بدون ضوء الشمس تكون الطاقة شحيحة ويجب الحصول عليها من المواد المحيطة وتفاعلاتها الكيميائية: الهيدروجين والميثان والكبريت والتسرب الحراري وأجساد الميكروبات المجاورة سواء كانت ميتة أو حية وحتى النشاط الإشعاعي.
تتحرك هذه النظم الإيكولوجية بوتيرة تكتونية. يقدر العلماء أن بعض الخلايا في البيوسفير العميقة تتضاعف مرة واحدة فقط كل ألف عام.
يقول روف: “من المنطقي أن تتكيف تطوريًا لتقلل تمامًا احتياجاتك للطاقة والطاقة وتحسن كل جزء واحد من الأيض لديك ليكون فعالاً قدر الإمكان”.
قيمت الدراسة التنوع الميكروبي بين 478 نوع أركيا و964 نوع بكتيريا بالإضافة إلى 147 ميتاجينوم مأخوذين من مواقع بحرية وبرِّيّة متنوعة.
في الواقع كان هناك ميل لأن تقع الحياة السطحية وتحت السطح ضمن طيف مستمر للتنوع والتركيب بدلاً مما تكون موجودة كنظامين بيئيين منفصلين بفصل واضح.
لكن كانت هناك اختلافات ملحوظة في كيفية تكوين النظم الإيكولوجية البحرية والبرِّيّة بغض النظر عن موطنها سطحي أو تحت سطحي.
“الضغوط الانتخابية مختلفة جداً على اليابسة وفي البحر وهي تختار كائنات مختلفة تجد صعوبة في العيش في كلا المجالين”، كما يوضح روف. كما هو فوق كذلك هو أدناه.
لاحظ الفريق أنه كان هناك الكثير جداً من البيانات المتاحة لبعض البيئات مثل البيئة البحرية العليا بينما كانت البيانات نادرة أو مفقودة لبيئات أخرى مثل الكهوف أو التربة.
إذا كانت الحياة تستطيع الوجود بهذه العمق أسفل سطح كوكبنا ، فقد يكون ذلك ممكن أيضاً بعيداً عن هنا: كما يقول روف “يمكن لفهم الحياة العميقة على الأرض أن يكون نموذجاً لاكتشاف ما إذا كانت هناك حياة على المريخ وإذا كانت قد نجت”.
يمكن للمياه السائلة الموجودة على كواكب أخرى أن تمنحها مواطن صخرية مشابهة جداً لتلك الموجودة على الأرض ، فقط ثلاثة أمتار أسفل سطحها . إذا كان الأمر كذلك ، فقد تتطلب أي لقاءات فضائية بعض الحفر .
نُشر هذا البحث في مجلة Science Advances.
