Η "ακραία" Μικροβιολογία ως οδηγός στην αναζήτηση εξωγήινης ζωής

Η "νεροαρκούδα" (φωτογραφία) αντέχει σε θερμοκρασίες από -185 ως +150 βαθμούς Κελσίου. Ο Σκώληκας της Πομπηίας ζει σε υδροθερμικές αναβλύσεις στη μέση του Ειρηνικού Ωκεανού. Το βακτηρίδιο "Κόναν" μπορεί να επιβιώσει ακόμα και μέσα σε πυρηνικό αντιδραστήρα, ενώ άλλοι μονοκύτταροι μικροοργανισμοί ακμάζουν και αναπαράγονται χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της γης, μέσα σε ορυχεία βαρέων τοξικών μετάλλων, ή και σε υπόγειες λίμνες, κάτω από στρώμα πάγου 3,5 χιλιομέτρων.

Είναι τα λεγόμενα ακραιόφιλα, μικροοργανισμοί που ενδεχομένως προϋπήρχαν κάθε μορφής ζωής στον πλανήτη γη. Η δυνατότητά τους να επιβιώνουν σε ασύλληπτα ακραία περιβάλλοντα ενισχύει τις εκτιμήσεις των επιστημόνων για πιθανή εύρεση μικροβιακών μορφών ζωής σε άλλους πλανήτες και ουράνια σώματα, ακόμα και στην διαστημική μας "γειτονιά".

"Τα ακραιόφιλα επεκτείνουν τα χαρακτηριστικά της ζωής που γνωρίζουμε και επομένως επεκτείνουν και τα όρια της Κατοικήσιμης Ζώνης", ανέφερε ο βιοπαθολόγος στο νοσοκομείο ΑΧΕΠΑ της Θεσσαλονίκης και επιστημονικός συνεργάτης του ΑΠΘ, Γεώργιος Μελέτης (φωτογραφία), μιλώντας στο πλαίσιο του 12^ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Ιατρικής Βιοπαθολογίας. Σε μια γοητευτική περιήγηση σε πεδία που ερευνά η Αστροβιολογία, σημείωσε πως οι ακραίοι αυτοί μικροοργανισμοί αναθερμαίνουν το ενδιαφέρον για πιο κοντινούς στόχους στα διαστημικά ταξίδια. Πιθανοί υποψήφιοι για φιλοξενία ζωής στη "γειτονιά" μας είναι ο πλανήτης Άρης, αλλά και οι Τιτάνας και Ευρώπη, δορυφόροι του Κρόνου και του Δία, αντίστοιχα.

Ακραιόφιλα

Πρόκειται για μικροοργανισμούς που ακμάζουν σε φυσικά ή γεωχημικά ακραίες συνθήκες (θερμοκρασίας, ξηρασίας, πίεσης, ακτινοβολίας κ.ά.), που είναι επιβλαβείς για τις περισσότερες μορφές ζωής στον πλανήτη.

Χαρακτηριστικά παραδείγματα, όπως τα παρέθεσε ο κ. Μελέτης, είναι:

Deinococcus radiodurans: Σύμφωνα με το βιβλίο Γκίνες είναι το πιο ακραιόφιλο βακτήριο που γνωρίζουμε. Μπορεί να ανεχθεί ακτινοβολία χιλιάδες φορές πιο έντονη από τη δόση που θα σκότωνε άνθρωπο. Χαρακτηρίζεται από ορισμένους ερευνητές ως Κόναν το βακτηρίδιο. Έχει απομονωθεί από κονσέρβες κρέατος που χάλασε, παρότι είχαν αποστειρωθεί με ακτινοβολία, ακόμα και από το εσωτερικό πυρηνικών αντιδραστήρων.

Bacillus infernus: Βρέθηκε αρχικά σε βαθιά γεώτρηση στη Βιρτζίνια. Ζει σε βάθος πολλών χιλιομέτρων μέσα στο έδαφος, όπου η πίεση είναι εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη από την επιφάνεια της Γης, ξεκομμένος εντελώς από τη συμβατική βιόσφαιρα, Δεν εξαρτάται από τις ακτίνες του Ηλίου, δεν χρησιμοποιεί φωτοσύνθεση και δεν καταναλώνει οργανικό υλικό από πρώην ζωντανούς οργανισμούς.

Geogemma barossii, ή στέλεχος 121: Βρέθηκε αρχικά στο Εθνικό Πάρκο Γέλοουστοουν στις ΗΠΑ όπου η θερμοκρασία των νερών αποτελεί πρόκληση για τις περισσότερες μορφές ζωής. Μπορεί να αναπτυχθεί μέχρι και σε θερμοκρασία 121 βαθμών Κελσίου.

Ferroplasma acidarmanus: Ανακαλύφθηκε στο ορυχείο iron mountain στην Καλιφόρνια, που θεωρείται μια από τις πιο τοξικές περιοχές των ΗΠΑ. Εκεί υπάρχει εκτεθειμένος πυρίτης, θειικό οξύ και βαρέα μέταλλα όπως αρσενικό, κάδμιο και ψευδάργυρος. Αντέχει ακόμα και σε pH 0 (όσο το οξύ των μπαταριών).

Δεν ανήκουν όμως μόνο μονοκύτταροι οργανισμοί στα ακραιόφιλα:

Το Alvinella pompejana, ο Σκώληκας της Πομπηίας, ζει σε υδροθερμικές αναβλύσεις στο μέσο του Ειρηνικού Ωκεανού, όπου η γεωθερμική ενέργεια διαπερνά το φλοιό και θειούχα ορυκτά εξέρχονται με μεγάλες θερμοκρασίες, ψύχονται από το νερό και κρυσταλλώνονται.

Τα βραδύπορα ή "νεροαρκούδες" είναι πολυκύτταροι οργανισμοί μήκους 200 μm που ζουν σε όλες τις κλιματικές ζώνες της Γης. Έχουν τέσσερα ζεύγη ποδιών, εγκέφαλο με πολλαπλούς λοβούς, πεπτικό και νευρικό σύστημα, καθώς και χωριστά φύλα. Αντέχουν σε θερμοκρασίες από -185 βαθμούς Κελσίου έως 150 βαθμούς Κελσίου και σε πιέσεις από το κενό ως 1000 ατμόσφαιρες, καθώς και σε υψηλές ακτινοβολίες.

Πιθανοί κατοικήσιμοι κόσμοι στη "γειτονιά" μας

Οι πλανήτες που πληρούν τα κριτήρια για να χαρακτηριστούν ως δυνητικά κατοικήσιμοι (ατμοσφαιρική πίεση ικανή για να συγκρατεί νερό σε υγρή μορφή, μέγεθος και ακτινοβολία του αστέρα, πιθανή σύσταση του πλανήτη, τροχιά, παρουσία άλλων σωμάτων κ.ά.) είναι σχετικά σπάνιοι, όμως αυτό αντισταθμίζεται από το τεράστιο μέγεθος και την αφθονία του σύμπαντος, σημείωσε ο βιοπαθολόγος. Έτσι, σύμφωνα με τους πλέον συντηρητικούς υπολογισμούς, οι κόσμοι με πιθανότητα ζωής είναι περισσότεροι από 25 εκατομμύρια (!), μόνο στον δικό μας γαλαξία.

"Η επιμονή της μικροβιακής ζωής στη Γη σε συνδυασμό με τους αριθμούς αυτούς δείχνει πως υπάρχουν πολύ μεγάλες πιθανότητες για ύπαρξη μικροβιακής ζωής και αλλού", τόνισε και αναφέρθηκε σε πιθανή ύπαρξη ζωής σε ουράνια σώματα, ακόμα και στην διαστημική μας «γειτονιά», δηλαδή στο ηλιακό σύστημα.

Υπάρχουν γεωλογικές ενδείξεις πως στο σχετικά πρόσφατο παρελθόν ο Άρης φαίνεται να είχε άφθονο νερό. Σήμερα φαίνονται λίγα σημεία με πάγο στους πόλους, αλλά και ενδείξεις για σημεία από τα οποία μπορεί να αναβλύζει νερό, που παγώνει μόλις βγει στην επιφάνεια. Για το λόγο αυτό οι επιστήμονες πιστεύουν πως αν ο Άρης έχει πράγματι υπόγεια νερά, τότε υφίσταται και προοπτική για βιολογία.

Ο Τιτάνας, δορυφόρος του Κρόνου, έχει μέγεθος λιγότερο από το μισό της Γης, αλλά ατμόσφαιρα με μάζα 10 φορές μεγαλύτερη. Η τοπογραφία μοιάζει εκπληκτικά με αυτή της Γης, όμως φαίνεται πως κυριαρχεί το υγρό μεθάνιο αντί για νερό. Αντί για λάβα τα ηφαίστεια βγάζουν πάγο και αμμωνία. Ένα πέρασμα από τη βόρεια πολική περιοχή ανακάλυψε και μια δωδεκάδα λιμνών. "Είναι 200 βαθμούς πιο ψυχρός από τη Γη και το όποιο νερό στην επιφάνειά του πρέπει να είναι βαθιά παγωμένο. Πιστεύεται όμως πως το νερό μπορεί να θερμανθεί αρκετά ώστε να παραμείνει υγρό κάτω από την επιφάνεια, λόγω της πίεσης ή λόγω της γεωλογικής δραστηριότητας στο εσωτερικό", ανέφερε.

Η Ευρώπη, δορυφόρος του Δία, "φαίνεται να είναι ο πιο εκπληκτικός κόσμος μέσα στο ηλιακό μας σύστημα", καθώς η αποστολή Galileo έδειξε πως έχει περισσότερο νερό από όλους τους ωκεανούς της Γης. Κάτω από τον πάγο, πάχους δεκάδων μέτρων ως και 15 χλμ, βρίσκονται ωκεανοί και έχει προταθεί η αποστολή τεχνητού δορυφόρου και υδρορομπότ που θα τρυπήσει τον πάγο και θα καταδυθεί στους υποκείμενους ωκεανούς. "Η αποστολή μπορεί να δοκιμαστεί στη Γη στο ανάλογο περιβάλλον της υπόγειας λίμνης Βοστόκ στην Ανταρκτική, που βρίσκεται εγκλωβισμένη κάτω από πάχους 3,5 χιλιομέτρων και αποτελεί ένα οικοσύστημα γεμάτο ακραιόφιλα που είναι απομονωμένο από τον υπόλοιπο πλανήτη εδώ και ένα εκατομμύριο χρόνια", επεσήμανε.