Een kleine, tijdelijke lagune in de Atacama Woestijn, veroorzaakt door een ongekende regenval. Afbeelding: Carlos González-Silva
Na ervaart geen zinvolle hoeveelheden neerslag voor minstens 500 jaar, Chili ‘ s Atacama-Woestijn is eindelijk wat regen. Heel onverwacht, maar deze regen—in plaats van het bevorderen van een leven zijn het tegenovergestelde doet.
Het leven op Aarde kan niet bestaan zonder water, maar voor microben zeer geschikt voor de droge, de plotselinge invoering van het overtollige water kan worden volkomen in zijn greep. Dat is de conclusie van een nieuw artikel gepubliceerd deze week in het Wetenschappelijke Rapporten. Fascinerend, deze bevindingen, terwijl die van toepassing zijn voor het leven op Aarde, ook van toepassing zijn op de oude Mars een planeet mogelijk staat van het bevorderen van de microbiële leven in het oude verleden, maar tegelijkertijd gevoelig voor catastrofale overstromingen.
Gelegen in het noorden van Chili, het 105,000 vierkante kilometer (40,540 vierkante mijl) Atacama-Woestijn is één van de oudste en droogste woestijnen op Aarde, en het is op deze manier voor 150 miljoen jaar. Deze woestijn heeft een hyperarid kern, met klimaatmodellen voorspellen van grote regenval gebeurtenissen op een schamele rente van één keer per eeuw. Dat gezegd hebbende, is er geen significante regenval waren opgenomen in deze regio de afgelopen 500 jaar.
Maar de dingen zijn aan het veranderen in de Atacama Woestijn—en niet noodzakelijk voor het beter.
Sinds 2015, deze woestijn heeft ervaren drie significante regenval evenementen—twee in 2015 en een in 2017. Het Water uit deze regent verzameld in super-zoute lagunes, die bleef hangen voor een aantal maanden voor het afvoeren. In het licht van deze ongekende meteorologische gebeurtenissen, een team van astrobiologists van de Cornell-Universiteit en Spanje ‘ s Center for Astrobiology (CABINE) bezocht Atacama om te zien hoe de regen en deze hypersaline lagunes kan invloed hebben gehad op het microbiële leven in dit uitzonderlijk droge plaats.
Water schaars worden in de Atacama Woestijn, maar dat betekent niet dat het gebied niet wordt ondersteund door het leven. De voedingsbodem bevat veel zout, nitraten en sulfaten. Organische verbindingen, niet zo veel. Dat gezegd hebbende, een verrassende hoeveelheid van het leven is bekend in de droge grond, organismen die zijn alle drie domeinen van het leven (bacteriën, archaea, en eukaryota) Extremophile microben, na een evolutie van miljoenen jaren, in geslaagd om het vinden van een niche in deze buitengewone omgeving.
De recente regenval, als de nieuwe studie toont aan, waren niet van aard om deze kleine beestjes. In plaats van het activeren van een bloei van het leven, de regens zijn veroorzaakt enorme verwoesting aan de microbiële soorten die hebben gemaakt van de woestijn hun huis voor millennia.
“Hier laten we zien dat de plotselinge en massale input van water in gebieden die zijn gebleven hyperarid voor miljoenen jaren is schadelijk voor de meeste van de oppervlakte van de bodem microbiële soorten, die uitstekend zijn aangepast om te overleven met magere hoeveelheden vloeibaar water, en al snel vergaan van osmotische shock wanneer het water ineens in overvloed,” de auteurs schrijven in de studie.
Door “osmotische shock,” de onderzoekers verwijzen naar een proces waarbij een plotselinge verandering in water concentratie verstoort de normale werking van een cel. Het is in feite een chique term voor mobiele verdrinking.
De ongekende regenval, de auteurs zeggen, zijn het gevolg van veranderende klimatologische omstandigheden over de Stille Oceaan. Een uitgebreide “massa van wolken” kwam naar de woestijn van de Stille Oceaan—een “ongekend fenomeen,” zeggen de onderzoekers, dat gebeurde twee keer in drie jaar.
De resulterende neerslag resulteerde in de brede uitsterven van vele inheemse microbiële soorten. Het lokaal uitsterven tarief, volgens de nieuwe studie, bereikt zo hoog als 85 procent in de hardst getroffen plaatsen. Extremophile organismen, gewend aan droge omstandigheden, waren niet in staat om te gaan met de toestroom van water.
“De hyperdry bodems voor de regen werden bewoond door 16 verschillende, oude microbe soorten”, zei Alberto G. Fairén, een astrobiologist aan de Cornell en co-auteur van de nieuwe studie, in een verklaring. “Na het regende, er waren slechts twee tot vier microbe soorten gevonden in de lagunes,” zei Fairen, die ook een onderzoeker met het Centro de Astrobiología, Madrid. “Het uitsterven evenement was enorm.”
Onder de microben die overleefde de vloeistof aanval werd een nieuw geïdentificeerd bacteriën genoemd Halomonas.
Dit onderzoek toont aan dat de toch al lage microbiële biodiversiteit in deze extreme omgevingen nog meer verminderd als het water plotseling verschijnt op het toneel en in grote hoeveelheden.
Sporen van de Oude Mega-Tsunami ‘ s Ontdekt op Mars
Mars eenmaal gekenmerkt door een uitgestrekte oceaan die onder het noordelijk halfrond. Nieuw bewijs suggereert dat dit…
Lees meer Lees
De onderzoekers stellen dat deze bevindingen kunnen houden implicaties voor ons begrip van hoe het microbiële leven kan zijn tenietgegaan op Mars, als het ooit verscheen er (iets wat we nog moeten blijken). Mars is een momenteel een droge, stoffige planeet, maar het was niet altijd op die manier. Wat meer is, de Mars te hebben ervaren catastrofale overstromingen in het oude verleden.
“Mars was een eerste periode, de Noachian—tussen de 4,5 en 3,5 miljard jaar geleden—waarin was er veel water op het oppervlak,” zei Fairén.
Uiteindelijk, de Rode Planeet verloren de atmosfeer en het oppervlak van het water verschrompelde afstand. Als dit gebeurt, echter, vanaf ongeveer 3,5 tot 3 miljard jaar geleden, grote hoeveelheden water stroomde op het oppervlak.
“Als er nog microbiële gemeenschappen tegen het proces van extreme drogen geweest zijn, zijn ze onderworpen aan processen van osmotische stress vergelijkbaar met die we hebben bestudeerd in Atacama,” Fairén uitgelegd. “Daarom is het onze Atacama studie suggereert dat de herhaling van vloeibaar water op Mars kunnen hebben bijgedragen aan het verdwijnen van Mars leven, als het ooit heeft bestaan, in plaats van de representatie van een kans voor veerkrachtige microbiota om weer bloeien.”
Het zal interessant zijn te zien wat er gebeurt in de Atacama Woestijn vooruit. Zal onze veranderende klimaat zorgen voor meer regen in de woestijn? En als dat zo is, zal deze regent blijven teisteren leven, of in een nieuw ecosysteem? Alleen de tijd zal het leren.
[Wetenschappelijke Rapporten]
Deel Dit Verhaal