Do tej pory uczeni byli przekonani, że w razie potrzeby bakterie zapadają w stan uśpienia i zmieniają się w formy przetrwalnikowe zwane endosporami. W obliczu braku pożywienia czy suszy wiele z nich usuwa wodę ze swych komórek, otacza się dodatkowymi osłonkami ochronnymi i zawiesza funkcje życiowe.

Reklama

Takie rozwiązanie sprawdza się jednak tylko na krótką metę. Uśpiona bakteria nie jest bowiem w stanie usuwać uszkodzeń gromadzących się wraz z upływem czasu w jej DNA. Jak wynika z symulacji komputerowych, już po 100 tysiącach lat taki nienaprawiany materiał genetyczny uległby rozerwaniu na kawałki, po ok. 100 par zasad każdy. Jak się łatwo domyślić, bakteria z uszkodzonym DNA nie ma szansy na odżycie.

Dlatego naukowcy postanowili jeszcze raz przeanalizować strategie umożliwiające bakteriom przetrwanie. Może mikroorganizmy nie zapadają w stan całkowitego odrętwienia, a jedynie znacznie spowalniają swój metabolizm?

Jeśli tak jest, to mimo uśpienia mogą przeprowadzać niezbędne naprawy swojego materiału genetycznego. By rozwiązać ten naukowy dylemat, uczeni postanowili sprawdzić, na ile aktywne są uwięzione w lodzie mikroby.

W badaniach wykorzystano próbki lodu w różnym wieku, wydobytego m.in. z syberyjskiej wiecznej zmarzliny, z terenów północno-zachodniej Kanady oraz Antarktydy. Podczas wszelkich manipulacji naukowcy musieli zachować maksymalną ostrożność, by nie dopuścić do przypadkowego zanieczyszczenia próbek współczesnymi, żywymi bakteriami.

W pierwszej kolejności badacze postanowili sprawdzić, w jakim stanie jest materiał genetyczny mikroorganizmów wyizolowanych z lodu. By się o tym przekonać, uczeni postanowili namnożyć długie, liczące co najmniej 4 tysiące par zasad fragmenty bakteryjnego DNA.

Jak wyjaśniają w swej pracy zamieszczonej w "Proceedings of the National Academy of Sciences", dotychczasowe badania wykazywały, że jest to możliwe tylko wtedy, gdy materiał genetyczny pochodzi z żywych, a nie uśpionych czy martwych mikrobów.

Ku zadowoleniu naukowców eksperyment zakończył się sukcesem nawet w przypadku bakterii wydobytych z lodu sprzed 500 tys. lat. To stanowiło pierwszy dowód, że znajdujące się w wiecznej zmarzlinie drobnoustroje nie wyłączają całkowicie swojego metabolizmu i podtrzymują funkcje życiowe. W ostatecznym rozstrzygnięciu tej kwestii miał pomóc kolejny eksperyment. Badacze postanowili sprawdzić, czy bakterie oddychają.

Umieścili próbki lodu w specjalnych inkubatorach utrzymujących stałą temperaturę - 10 stopni Celsjusza. Następnie z wnętrza pojemników usunięto cały dwutlenek węgla. Teraz pozostało jedynie czekać i co trzy miesiące mierzyć poziom tego gazu w komorze. Część bakterii podobnie jak ludzie wytwarza w procesie oddychania dwutlenek węgla. Jego obecność oznaczałaby więc, że zamrożone bakterie oddychają.

Eksperyment przyniósł niezwykle ciekawe wyniki. Choć w pojemniku z próbkami lodu sprzed ok. 750 tys lat. nie stwierdzono obecności CO2, to w inkubatorze, w którym znajdował się lód sprzed 400-600 tys. lat pojawił się dwutlenek węgla. Oznacza to, że uwięzione w zamarzniętej wodzie mikroby żyją i mogą na bieżąco naprawiać swoje DNA.

Wyniki badań, które opisano w "Proceedings of the National Academy of Sciences", są niezwykle interesujące nie tylko dla mikrobiologów, ale i astrobiologów, czyli specjalistów zajmujących się szukaniem życia we wszechświecie. Podobne strategie przetrwania mogły bowiem obrać mikroorganizmy zamieszkujące pokłady podziemnego lodu na Marsie lub na jednym z księżyców Jowisza - Europie. Dzięki tej wiedzy będzie łatwiej je znaleźć.