של כדור הארץ' ביוספרה עמוקה '- העולם התת-קרקעי העצום שהוא ביתו אורגניזמים חד-תאיים רבים כמו פני השטח של הפלנטה שלנו -יש לו נציג על היותו מקום בוטה ובודד. אבל מחקר חדש מגלה שמאגרי נפט עמוקים, קילומטרים מתחת לקרקעית האוקיינוס, הם הכל מלבד בודדים. כאן, חיידקים הם יצורים חברתיים שהחליפו חומר גנטי הלוך ושוב במשך עידנים.
יתרה מכך, החלפת DNA מהירה בין חיידקים השוכנים בנפט יכולה להחזיק רמזים כיצד שרדו החיים בכדור הארץ הקדום - ואולי, בעולמות מחוץ לכדור הארץ.
מאגרי נפט, שנוצרו במשך מיליוני שנים כאשר משקעים עשירים בפחמן נדחסים ומתבשלים, מפוזרים כמו איים על פני תת הקרקע של כדור הארץ. כמו בתי גידול ביוספריים עמוקים אחרים, אנחנו יודעים שהם מכילים חיים, אבל אנחנו לא ממש בטוחים איך ומתי החיים הגיעו לשם.
'יש השערה שהחיידקים האלה נקברו, ואז המשיכו לחיות בבידוד מוחלט', אמרה לי מחברת המחקר אולגה ז'קסיבייבה.
כדי לבדוק את ההשערה הזו, צוות החוקרים, שמקורו ב-Dartmouth College, מאוניברסיטת אלברטה ואוניברסיטת אוסלו, ניתח 11 גנומים של החיידק חובב החום Thermotoga. החיידקים נלקחו ממאגרי נפט בים הצפוני וביפן, ומאתרים ימיים ליד איי קוריל, איטליה והאזורים. הם השוו את התוצאות שלהם עם גנומים של Thermotoga הזמינים לציבור מצפון אמריקה ואוסטרליה.
הניתוח שלהם חשף היסטוריה אבולוציונית מורכבת בין הגנומים השונים, דבר המצביע על החלפת גנים משתוללים בין קהילות מרוחקות. ומכיוון שערוגות הנפט עצמן עתיקות, חילוף גנטי זה נמשך כנראה כבר מיליוני שנים.
איך חיידקים במרחק של חצי עולם זה מזה בעצם מחליפים חומר גנטי לא לגמרי ברור. חלק מהחיידקים הם אוכלי נבלות גנטיים, היונקים DNA תועה בשוגג. אחרים משתמשים בצינורות מיקרוסקופיים כדי להעביר גנים קדימה ואחורה בתוך א גרסה חיידקית מוזרה של מין . וירוסים-אשר לחתוך ולהדביק DNA בין הגנום של תושבי השטח כל הזמן - עשוי גם לעצב את הנוף הגנטי של הביוספרה העמוקה.
תמונה: NOAA / פליקר
'התשובה היא כנראה שזה קורה במגוון דרכים', אמרה לי ז'קסיבייבה. 'אבל זה באמת מפתיע לראות כמה זה קורה. ברור שהאורגניזמים האלה לא כמעט מבודדים כמו שחשבנו פעם'.
ממצאיו של המחבר עשויים גם לשפוך אור על אופי החיים בכדור הארץ הקדום. Zhaxybayeva, שממפה את השושלת של Thermotoga כבר למעלה מעשור, אומרת שלאורגניזם יש שורשים עמוקים בעץ החיים.
'השושלת הזו היא אולי אחת העתיקות ביותר שקיימות היום', אמרה ז'קסיבייבה. 'העובדה שהוא אנאירובי, ואוהב סביבות חמות, מתאימה להבנה שלנו היכן התפתחו החיים על פני כדור הארץ לראשונה'.
הנטייה של Thermotoga להחלפת גנים עשויה להצביע על הסתגלות רווחת פעם לחיים בפתחי אוורור הידרותרמיים, שבהם חום גבוה וחומצה אינם מתקשים לגרוס DNA.
'ככל שהטמפרטורות עולות, אורגניזמים צוברים יותר נזק ל-DNA. דרך אחת לתקן את הגנום שלהם היא למעשה לשלב אותו מחדש - לתקן את הגנום שלהם עם DNA דומה', אמר ז'קסיבייבה.
מכונות תיקון DNA מהשורה הראשונה עשויות להיות כלי ההישרדות היקר ביותר של החיים. מי יודע, אולי אלו מחליפי הגנים הנלהבים ביותר של כדור הארץ שבאמת יכול לשרוד את הטיול הארוך, האפל, מלא הקרינה לעולם אחר.