Forskare från Woods Hole Oceanographic Institution avslöjar hur mikroorganismer kunde överleva i stenar inbäddade tusentals fot under havsbotten i den nedre oceaniska skorpan, i en studie publicerad den 11 mars i Natur . Den första analysen av budbärar-RNA - genetiskt material som innehåller instruktioner för att göra olika proteiner - från denna avlägsna region på jorden, i kombination med mätningar av enzymaktiviteter, mikroskopi, kulturer, och biomarkörsanalyser ger bevis på låg biomassa, men en mångsidig gemenskap av mikrober som inkluderar heterotrofer som får sitt kol från andra levande (eller döda) organismer.

"Organismer som lever långt under havsbotten lever i en fientlig miljö, " säger Dr Paraskevi (Vivian) Mara, en WHOI-biokemist och en av uppsatsens huvudförfattare. Knappa resurser letar sig in i havsbotten genom havsvatten och underjordiska vätskor som cirkulerar genom sprickor i berget och bär oorganiska och organiska föreningar.

För att se vilka typer av mikrober som lever vid dessa ytterligheter och vad de gör för att överleva, forskare samlade stenprover från den nedre oceaniska skorpan under tre månader ombord på International Ocean Discovery Program Expedition 360. Forskningsfartyget reste till en undervattensrygg som kallas Atlantis Bank som skär över södra Indiska oceanen. Där, tektonisk aktivitet exponerar den nedre oceaniska skorpan vid havsbotten, "ger bekväm tillgång till ett annars i stort sett otillgängligt område, " skriver författarna.

Forskare kammade stenarna efter genetiskt material och andra organiska molekyler, utförde cellräkningar, och odlade prover i labbet för att hjälpa till i deras sökande efter liv. "Vi tillämpade en helt ny cocktail av metoder för att verkligen försöka utforska dessa värdefulla prover så intensivt som vi kunde, " säger Dr Virginia Edgcomb, en mikrobiolog vid WHOI, den ledande PI för projektet, och en medförfattare till tidningen. "Alla tillsammans, data börjar måla upp en historia."

Genom att isolera budbärar-RNA och analysera uttrycket av gener – instruktionerna för olika metaboliska processer – visade forskare bevis på att mikroorganismer långt under havet uttrycker gener för en mångfaldig uppsättning. Vissa mikrober verkade ha förmågan att lagra kol i sina celler, så att de kunde lagra för tider av brist. Andra hade indikationer på att de kunde bearbeta kväve och svavel för att generera energi, producera vitamin E och B12, återvinna aminosyror, och plocka ut kol från svårnedbrytbara föreningar som kallas polyaromatiska kolväten. "De verkar väldigt sparsamma, säger Edgcomb.

Denna sällsynta syn på livet längst bort på jorden förlänger vår syn på kolets cykling under havsbotten, säger Edgcomb. "Om du tittar på volymen av den djupa biosfären, inklusive den nedre oceaniska skorpan, även vid en mycket långsam ämnesomsättning, det kan motsvara betydande mängder kol."