ทำไมจุลินทรีย์ในมหาสมุทรลึกถึงอยู่ได้โดยไม่มีแสงแดด

เป็นเรื่องลึกลับมาโดยตลอดว่าจุลินทรีย์ที่เติบโตในส่วนลึกที่สุดของทะเลจะอยู่รอดได้อย่างไรโดยไม่มีแสงแดด การศึกษาใหม่จากนักวิจัยที่ Monash University ที่ตีพิมพ์ในวารสารNature Microbiologyแสดงให้เห็นว่ากระบวนการที่แตกต่างที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยเคมี - การเจริญเติบโตโดยใช้สารประกอบอนินทรีย์ - เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ในระดับความลึกที่มืดที่สุดเหล่านี้ การศึกษาระยะเวลา 5 ปี นำโดย Dr. Rachael Lappan และ Professor Chris Greening จาก Biomedicine Discovery Institute เผยให้เห็นว่าก๊าซทั่วไป 2 ชนิด ได้แก่ ไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์ ทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับจุลินทรีย์นับล้านล้านในมหาสมุทรตั้งแต่เขตร้อนไปจนถึงมหาสมุทร เสา ตามที่ศาสตราจารย์กรีนนิ่งจนถึงขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่าชีวิตของจุลินทรีย์ในมหาสมุทรนั้นขับเคลื่อนโดยการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นหลัก (การเจริญเติบโตโดยใช้พลังงานแสง) "แต่แล้วภูมิภาคเหล่านั้นลึกมากจนแสงส่องผ่านไม่ได้หรือมีสารอาหารต่ำจนสาหร่ายไม่สามารถเจริญเติบโตได้ เราแสดงให้เห็นในการศึกษานี้ว่าการสังเคราะห์ด้วยเคมีมีความสำคัญในภูมิภาคเหล่านี้แทน" เขากล่าว "ไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์อันที่จริงแล้ว "เลี้ยง" จุลินทรีย์ในทุกภูมิภาคที่เราเคยดู ตั้งแต่อ่าวในเมืองไปจนถึงรอบเกาะเขตร้อน ไปจนถึงหลายร้อยเมตรใต้พื้นผิว บางชนิดสามารถพบได้ใต้หิ้งน้ำแข็งของแอนตาร์กติกาด้วยซ้ำ" การศึกษาเกี่ยวข้องกับการรวมการวัดทางเคมีระหว่างการเดินทางในมหาสมุทรเข้ากับลักษณะเฉพาะของจุลินทรีย์ในห้องปฏิบัติการ ทีมวิจัยยังใช้การจัดลำดับเมตาโกโนมิกอย่างกว้างขวาง "ซึ่งบอกเราถึงพิมพ์เขียวทางพันธุกรรมของจุลินทรีย์ทั้งหมดที่มีอยู่ในภูมิภาคที่กำหนดของมหาสมุทร" ดร. Lappan กล่าว "เราพบยีนที่เปิดใช้งานการบริโภคไฮโดรเจนในจุลินทรีย์ 8 ชนิดที่เกี่ยวข้องกันในระยะไกล ซึ่งเรียกว่าไฟลา และกลยุทธ์การอยู่รอดนี้กลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นเมื่อพวกมันอาศัยอยู่ลึกลงไป" สำหรับโครงการนี้ นักวิจัยได้รับแรงบันดาลใจจากงานก่อนหน้าของพวกเขาเกี่ยวกับแบคทีเรียในดิน ศาสตราจารย์กรีนนิ่งและเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียในดินส่วนใหญ่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ด้วยการบริโภคไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์จากชั้นบรรยากาศ ดร. Lappan กล่าวว่า "ชั้นพื้นผิวของมหาสมุทรโดยทั่วไปมีก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ละลายอยู่ในระดับสูงเนื่องจากกระบวนการทางธรณีวิทยาและชีวภาพต่างๆ ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลที่แบคทีเรียในมหาสมุทรใช้ก๊าซชนิดเดียวกับที่อยู่บนบก" ดร. แลปปันกล่าว การค้นพบนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิวัฒนาการของชีวิต ศาสตราจารย์กรีนนิ่งสรุปว่า "ชีวิตแรกอาจถือกำเนิดขึ้นในช่องใต้ทะเลลึกโดยใช้ไฮโดรเจน ไม่ใช่แสงแดด เป็นแหล่งพลังงาน เป็นเรื่องเหลือเชื่อที่ 3.7 พันล้านปีต่อมา จุลินทรีย์จำนวนมากในมหาสมุทรยังคงใช้ก๊าซพลังงานสูงนี้และ เรามองข้ามสิ่งนี้ไปจนบัดนี้"