Maapõuest avastatud veider bakter näitab, millist elu kosmosest otsida

Omapärase bakteri Desulforudis audaxviator ainevahetus võib heita valgust elu võimalikkusele seni täiesti elukõlbmatuks peetud kosmilistes tingimustes. Foto: NASA

Lõuna-Aafrika kullakaevandusest leitud radioaktiivsest kiirgusest toituv mikroob võib osutuda esimeseks maise päritoluga kosmilise elu uurimise mudelorganismiks.

Bakter, mis sai endale nimeks Desulforudis audaxviator leiti ligi 2,8 kilomeetri sügavuselt kaevandusest, kus puuduvad pea kõik elutegevuseks vajalikud eeldused – seal pole ei valgust, hapnikku ega süsinikku. Vajaliku energia ammutab see bakter hoopiski maapõue sügavuste radioaktiivsest uraanist.

Tõenäosel ei oleks võrdlemisi ilmetu kepikujuline bakter muidu erilist tähelepanu teeninudki, kuid tema toitumisviis teeb ta võrdlemisi unikaalseks. Nimelt saavad pea kõik teadaolevad elusorganismid eluks vajalikud energia üht või teist teed pidi päikesekiirgusest – taimed läbi fotosünteesi, teised organismid fotosünteesivaid taimi süües. Erandiks on siin ehk ookeanipõhjades elavad ökosüsteemid, mis saavad oma energia hüdrotermaalsetest mustadest tossutajatest ehk ookeani paisatavast kuumast väävlirikkast veest.

D. audaxviator on energiakasutus on aga sootuks omapärane. Tema elukeskkonnaks olevas maapõue sügavikus lõhub uraani kiirgust ümbritsevast kivimist väävli- ja veemolekule, mille tagajärjel tekivad kõrge energiaga radioaktiivsed sulfaadid ja vesinikperoksiid (H₂O₂). Mikroob püüab need kinni, imeb energia endasse ja sülitab taas välja. Enamus saadud energiast kulub elutegevusele – ainevahetusele ja paljunemisele - , kuid teatud osa läheb vaja ka kiirguse tekitatud kahjude parandamiseks.

Selline omapärane ainevahetus teeb D. audaxviator’i unikaalseks ja nii ongi teadlased asunud uurima, kas samalaadne ainevahetus oleks võimalik ka kosmilise elu puhul. Üks neist on nüüdseks ka analüüsinud samalaadsete toitumismehhanismide võimalust teistel planeetidel ja avaldanud tulemused ajakirjas Journal of the Royal Society Interface.

«D. audaxviator köitis mu tähelepanu, kuna ta saab kogu oma energia radioaktiivsetest ainetest,» ütles uuringu autor, USA Washingtoni osariigis asuva Blue Marble Space Institute’i astrobioloog Dimitra Atri teadusajakirjale Nature. «Miks ei peaks teiste planeetide eluvormid samamoodi talitama?»

Kosmiline kiirgus annab elu

Atri hinnangul ei pruugi kaugetel planeetidel elu andev radioaktiivne kiirgus pärineda mitte planeedil endal asuvatest kivimitest, vaid hoopiski galaktilisest kosmilisest kiirgusest – supernoovadest maailmaruumi paiskuvatest kõrge energiaga osakestest.

Kosmilise kiiguse kui energiaallika kasuks räägib teadmine, et seda leidub kosmoses pea kõikjal. Ka Maale jõuab veidi kosmilist kiirgust, kuid meie planeedi atmosfäär ja magnetväli neelavad sellest suurema osa enne kui see maapinnani jõuab.

Teistel planeetidel oleks sellise mehhanismi toimimine märksa hõlpsam, kuna nende atmosfäärid on märksa õhemad ja takistavad seega kosmilise kiirguse planeedi pinnale jõudmist. Marsi puhul on soosivaks tingimuseks veel ka magnetvälja puudumine. Atri sõnul peaks punase planeedi pinnale jõudma piisavalt kiirgust, et väike alusorganism ära «toita». Sama kehtib ka paljude teiste planeetide ja isegi meie Kuu kohta. Samas on ka selge, et kosmilised kiired ei kanna kaugeltki sama palju energiat kui päikesevalgus, mistõttu saab see üleval pidada vaid väga väikeseid ainurakseid organisme.

Bakterile vajalike elutingimuste uurimiseks viis Atri läbi hulga kosmilist kiirgust arvestavaid arvutisimulatsioone, et näha kui palju kiirgusenergiat kaugetele planeetidele jõuab. Tulemused olid selged – kosmiliste kiirte vaikne energiatulv on organismide üleval pidamiseks piisav kõigil planeetidel peale Maa. Kõige tõenäosemaks sellise elu leidumise paigaks peabki Atri Marsi.

Kuigi tulemused ei tähenda radioaktiivsel kiirgusel põhineva elu kinnitamist nendel planeetidel, on tegemist siiski uue eluvormiga, mida kaugetelt planeetidelt otsida. Kui seni on teadlased keskendunud Maa eluga sarnaste eluvormide otsingutele, siis näitab uus organism, et võimalikud on ka sootuks teistsuguste eluviisidega organismid, mis vajaliku energia allikatest, mis oleksid enamusele Maa elusorganismidele surmavalt ohtlikud.

«See on naljakas. Praegu otsime planeete, millel oleks sarnaselt Maaga tihe atmosfäär. Selliste eluvormide puhul peame otsima aga risti vastupidiseid tingimusi. D. audaxviator kinnitab, et elu suudab tekkida pea igasuguse energiaallika peal» ütles Atri.

 Samas võivad sellistele organismidele saada saatuslikuks kaugete planeetide teised ekstreemsed omadused nagu näiteks ülimadal temperatuur.

Tulevikus loodab Atri kullakaevadusest leitud bakterit laboritingimustes uurida, et teha kindlaks, kas ta ka päriselt Marsil või Jupiteri kuul Europa valitseva kiirguse käes ellu jääb.