NGV-Geonieuws 159 artikel 1017

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


April 2009, jaargang 11 nr. 4 artikel 1017

Redactie: George Brouwers tot en met artikel 1023 en vanaf 1024 dr.W.M.L.(Willem) Schuurman

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 159! Op de huidige pagina is alleen artikel 1017 te lezen.

<< Vorig artikel: 1016 | Volgend artikel: 1018 >>

1017 Microben in moddervulkaan overleven 'buitenaardse' omstandigheden
Auteur: prof. dr. A.J. van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over Mineralen ! Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Hoe het leven zich kan hebben ontwikkeld en gehandhaafd gedurende de vroegste geschiedenis van de aarde is een stuk duidelijker geworden door onderzoek naar het leven van microorganismen in één van de meest extreme milieus op aarde: een onderzeese moddervulkaan. Uit een dergelijke moddervulkaan in de Golf van Mexico zijn microorganismen verzameld om na te gaan hoe ze onder de extreme en sterk wisselende omstandigheden ter plaatse kunnen leven. Omdat vergelijkbare omstandigheden worden toegedicht aan sommige hemellichamen, onder meer de maan Europa van de planeet Jupiter, levert het onderzoek ook aanwijzingen op over wat voor soort buitenaards leven zou kunnen bestaan.


Een door chemisch neerslag gevormde 'schoorsteen' en plakken van
microorganismen op de bodem van een moddervulkan in de Golf van Mexico
(foto Ian MacDonald, Texas A&M University).

De omstandigheden kunnen nauwelijks minder slecht zijn voor leven: in de onderzeese moddervulkaan komen, met onregelmatige tussenpozen, modder, olie, zeer zout water en diverse - vaak sterk giftige - gassen omhoog uit plaatselijke concentraties van spleten of (door chemisch neerslag gevormde) 'schoorstenen'. Het leefmilieu is bovendien gespeend van licht en zuurstof. Een en ander betekent dat de daar levende microben niet alleen aan extreme omstandigheden zijn blootgesteld, maar ook dat er steeds opnieuw plotselinge veranderingen optreden van de ene naar de andere extreme situatie. In sommige gevallen gaat het overigens om een min of meer gelijkblijvende omstandigheid: er zijn ook microben verzameld uit zogeheten onderzeese pekelmeren, dat zijn depressies in de zeebodem waar zich extreem zout water bevindt dat zich niet mengt met het bovenliggende gewone zeewater. Het onderzeese zoutmeer dat in de Golf van Mexico werd bemonsterd, was een overblijfsel van een vroegere onderzeese moddervulkaan.


Zwart, zeer zout zuurstofloos water met schelpdieren
(foto Ian MacDonald, Texas A&M University).

De monsters werden verzameld met een (bemande) duikboot die ongeveer 600 m diep dook. De bemonsterde moddervulkaan en het zoutmeer lagen op ongeveer gelijke diepte, maar wel zo'n 120 km uit elkaar. Tijdens de onderzeese expeditie konden de onderzoekers de moddervulkaan in actie zien: grote pluimen van troebele gasbellen (grotendeels methaan) stegen op uit de kokende bodem, net zoals dat te zien is in bijvoorbeeld Yellowstone Park. De pluimen stegen honderden meters hoog op.

De levensgemeenschappen die de onderzoekers aantroffen zijn sterk verschillend voor het onderzeese zoutmeer en de onderzeese moddervulkaan, en uiteraard sterk verschillend van de leefgemeenschappen in het omringende zeewater. Ondanks de extreem ongunstige omstandigheden gaat het niet om 'armoedige' levensgemeenschappen; integendeel, het gaat om gemeenschappen die goed aan de omstandigheden zijn aangepast, en die daar zelfs een bloeiend bestaan lijden. Het lijkt waarschijnlijk dat de stofwisseling van de microben vooral aangepast is om snelle veranderingen in de geochemische omstandigheden te kunnen verwerken, daarbij rekening houdend met de intensiteit en de frequentie van de uit de vulkaanbodem uitgestoten vloeistoffen. De bijzondere aanpassingen die de microorganismen hebben ontwikkeld, kunnen volgens de onderzoekers wellicht worden toegepast voor nieuwe processen en producten op het gebied van de biotechnologie.


Onderzoeksleidster Samnantha Joye (University of Georgia).

Onderzeese moddervulkanen hebben een - geologisch gezien - betrekkelijk korte levensduur. Dat werpt de vraag op hoe dergelijke levensgemeenschappen kunnen overleven wanneer de moddervulkaan ophoudt actief te zijn: voedsel is wellicht niet eens het ergste probleem: als er geen activiteit meer plaatsvindt zakken veel olieachtige zware stoffen, evenals uitgestoten zeer zout water langzaam terug (om dan een onderzees zoutmeer te vormen). Maar hoe komen de organismen op de locatie van een zich nieuw ontwikkelende onderzees moddervulkaan. Wachten ze betere tijden af in de zeebodem. Of kunnen ze toch door het zo andere, 'normale' zeemilieu reizen? Als dat mogelijk is, kan ook buitenaards leven op onvermoede plaatsen voorkomen.

Referenties:
  • Joye, S., Samarkin, V., Orcatt, B., MacDonald, I., Hinricks, K., Elvert, M., Teske, A., Lloyd, K., Lever, M., Montoya, J. & Meile, C., 2009. Metabolic variability in seafloor brines revealed by carbon and sulphur dynamics. Nature Geosciences, DOI:10.1038/ngeo475.

Foto's: National Science Foundation (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl