Ett forskarlag med huvudförfattaren Helena Osterholz från Leibniz Institute for Baltic Sea Research (IOW) rapporterar i det senaste numret av tidskriften Nature Communications på möjliga vägar genom vilka mikrobiella samhällen i den näringsfattiga "djupa biosfären" kan säkerställa överlevnad. Bland annat undersöktes löst organiskt material (DOM) i olika djupa grundvatten. Deras resultat visar att i berggrundens översta lager omvandlas det mesta av det labila materialet. Därunder dominerar blandningsprocesser. Den återstående eldfasta DOM leder till valet av en kärnmikrobiom som kan livnära sig på denna svårsmälta mat.

Djupt under ytan biosfären som omger oss, där livscykeln huvudsakligen drivs av fotosyntes, finns en "djup biosfär" som sträcker sig flera kilometer ner i litosfären. Den innehåller ungefär en fjärdedel av den totala globala mikrobiella biomassan och är därmed en viktig bidragsgivare till jordens kolbudget. Via djupa grundvatten kommer denna biosfär i kontakt med ett brett spektrum av löst organiskt material (DOM). Denna DOM representerar teoretiskt sett en viktig matkälla för mikroorganismer. Ändå är lite känt om vilken roll sammansättningen och den tillhörande biotillgängligheten av dessa ämnen spelar i näringen av den djupa kontinentala biosfären, som i allmänhet kännetecknas av närings- och energiutarmning, dvs. ganska fientliga förhållanden.

Det beror inte minst på att tillgången till denna värld är extremt svår. Äspölaboratoriet vid den svenska Östersjökusten erbjuder dock utmärkta forskningsförhållanden. Ett 3,6 km långt tunnelsystem, som delvis sträcker sig under Östersjön, ger tillgång till grundvatten i den djupa underytan av den skandinaviska skölden.

Ett tysk-svenskt team med forskare från Linnéuniversitetet, Kalmar, Sveriges Lantbruksuniversitet, Uppsala, Äspölaboratoriet, Oskarshamn, Terralogica AB, Carl von Ossietzky University, Oldenburg och IOW tog vattenprover från olika djup av detta. tunnel.

Beroende på läget inom tunnelsystemet tog de prov på grundvatten som antingen påverkades av nederbörd eller bräckvattnet i dagens Östersjön, eller som var i kontakt med saltvatten från ett föregångare hav. Deras hypotes:De mikrobiella samhällena i de djupa sprickorna på kontinenten matas från jordens yta - av DOM. För att testa detta jämförde teamet koncentrationen och den molekylära sammansättningen av DOM tillsammans med stabila och radiogena kol- och vattenisotopnivåer, vattenkemi och mikrobiell samhällsstruktur i sprickvattenprover av olika djup, åldrar och ursprung.

"Genom att använda olika undersökningsmetoder kunde vi visa att DOM innehåller en stark fruktansvärd signatur i alla prover - från nyligen influerad Östersjön till forntida salthaltiga sprickvatten i den fennoskandiska skölden, som har lagrats i berggrunden i mer än 100 000 år", förklarar marinkemist Helena Osterholz i Warnemünde. "Men det är också slående att en kärnmikrobiom alltid kan hittas, även om grundvattnets kemi var helt annorlunda."

Författarna tillskriver upptäckten att på vägen från ytan till grundvattnet bryts de lätt nedbrytbara kolföreningarna i DOM ned och lämnar det eldfasta organiska materialet. Detta dominerande utbud av relativt svårsmält organiskt material utlöste i sin tur den selektiva bildningen av en kärnmikrobiom.

Helena Osterholz säger, "När det gäller DOM:s betydelse för näringstillförseln av vattensystem så skrapar vi bara på ytan. I den djupa biosfären under Sverige kunde vi visa att ett flermetodsupplägg ger nya insikter. Detta görs bäst i spännande samarbeten som detta, där mikrobiologer, geologer och kemister samlades för att kombinera sin expertis." + Utforska vidare

Grundvatten, inte inlandsisar, är den största vattenkällan på land och det mesta är forntida