ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1990 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบการค้นพบที่ทำให้เข้าใจถึงชีวิตบนโลก: สามารถพบจุลินทรีย์ที่มีจุลินทรีย์ขนาดใหญ่ได้มักจะถูกฝังอยู่ลึกลงไปในหินโดยไม่มีแสงแดด ตอนนี้คาดว่า(50-80 เปอร์เซ็นต์) ของเซลล์จุลินทรีย์ของโลกอาศัยอยู่ในใต้ผิวดิน
ในการสำรวจและจัดทำเอกสารโลกที่ซ่อนเร้นที่น่าสนใจนี้นักวิทยาศาสตร์ที่ Marine Biological Laboratory (MBL) ใน Woods Hole ได้พัฒนาแผนที่ระดับโลกของความหลากหลายของจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ลึกเข้าไปในอวัยวะภายในโลก
ความพยายามที่ก้าวล้ำนี้เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ตัวอย่างทางพันธุกรรมของจุลินทรีย์มากกว่า 1,000 รายการโดยส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรียและอาร์เคีย (อีกตัวอย่างเมื่อพิจารณาว่าเป็นแบคทีเรีย) รวบรวมจากระบบนิเวศทางทะเลและภาคพื้นดิน 50 แห่งทั่วโลก
หลังจากการศึกษาแปดปีพวกเขาพบว่าอาร์เคีย 31,000 ประเภทและแบคทีเรียที่ไม่ซ้ำกันมากกว่า 377,000 ชนิดในตัวอย่างของพวกเขา ประเภทเหล่านี้เรียกว่า ASVs (ตัวแปรลำดับแอมพลิฟายเออร์) ซึ่งเป็น "บาร์โค้ด" ที่ระบุองค์ประกอบของชุมชนจุลินทรีย์
การค้นพบของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าใต้ผิวดินมีความหลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อ - การค้นพบที่น่าประหลาดใจเมื่อพิจารณาว่าพวกเขาอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่คาดฝันและรุนแรง
“ โดยทั่วไปจะสันนิษฐานว่ายิ่งคุณลึกลงไปใต้พื้นผิวโลกพลังงานที่น้อยลงก็มีอยู่และยิ่งต่ำกว่าก็คือจำนวนเซลล์ที่สามารถอยู่รอดได้ ในขณะที่มีพลังงานมากขึ้นความหลากหลายสามารถสร้างและบำรุงรักษาได้มากขึ้นเช่นในป่าเขตร้อนหรือแนวปะการังที่มีดวงอาทิตย์และความอบอุ่นมากมาย” Emil Ruff ผู้เขียนการศึกษาตะกั่วและนักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องของ MBL กล่าวใน Aคำแถลง-
“ แต่เราแสดงให้เห็นว่าในสภาพแวดล้อมใต้ผิวดินบางแห่งความหลากหลายสามารถแข่งขันได้อย่างง่ายดายหากไม่เกินความหลากหลายที่พื้นผิว นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเลและสำหรับจุลินทรีย์ในโดเมน Archaea” Ruff กล่าวเสริม
นักวิทยาศาสตร์สุ่มตัวอย่างจุลินทรีย์ที่ด้านล่างของเหมืองโฮเมสเตคในเซาท์ดาโคตาสหรัฐอเมริกา
เครดิตภาพ: Rick Colwell
พวกเขายังตั้งข้อสังเกตว่ามีช่องว่างที่แตกต่างระหว่างและคู่หูบนโลกของพวกเขาเช่นเดียวกับชีวิตที่เหลืออยู่บนพื้นผิวโลก
“ นี่ดูเหมือนจะเป็นหลักการทางนิเวศวิทยาสากล มีการแบ่งแยกที่ชัดเจนมากระหว่างรูปแบบชีวิตในทะเลและในดินแดนภาคพื้นดินไม่เพียง แต่อยู่ในพื้นผิว แต่ยังอยู่ในใต้ผิวดิน แรงกดดันที่เลือกนั้นแตกต่างกันมากบนบกและในทะเลและพวกเขาเลือกสำหรับสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันซึ่งมีช่วงเวลาที่ยากลำบากในการใช้ชีวิตในอาณาจักรทั้งสอง” Ruff กล่าว
Lifeforms ใต้ดินดูเหมือนจะเป็นไปตามหนังสือกฎอื่น ๆ ทั้งหมด สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนพื้นผิวสามารถติดตามพลังงานของพวกเขากลับไปได้เซลล์ที่ใช้แสงเพื่อผลิตโมเลกุลอินทรีย์ ในกรณีที่ไม่มีแสงแดดจุลินทรีย์ใต้ดินจะต้องพึ่งพาวิธีอื่น ๆ
บางคนจะตรวจสอบสารอินทรีย์จำนวนเล็กน้อยในสภาพแวดล้อมที่รกร้างในขณะที่คนอื่นจะได้รับพลังงานผ่านการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของหิน กลยุทธ์อื่นคือซึ่งผลิตสารอาหารผ่านปฏิกิริยาเคมีอนินทรีย์
ภูเขาไฟโคลนบนพื้นทะเลปล่อยของเหลวที่อุดมไปด้วยมีเธนจากด้านล่างลึกทำให้เกิดการตัดกันแบบไดนามิกระหว่างโลกใต้ดินและโลกพื้นผิว ไซต์เหล่านี้มักจะกลายเป็นศูนย์กลางของชีวิตที่เจริญรุ่งเรืองในมหาสมุทรลึกที่รกร้างเป็นอย่างอื่น
เครดิตรูปภาพ: Mandy Joye/UGA
ทรัพยากรที่ขาดแคลนเป็นพิเศษยังบังคับให้สิ่งมีชีวิตในโลกลึกดำเนินการในช่วงเวลาที่แตกต่างกันอย่างมากมาย
“ มันน่าสนใจที่ในสภาพแวดล้อมพลังงานต่ำเหล่านี้ดูเหมือนว่าชีวิตจะชะลอตัวลงบางครั้งก็น้อยที่สุด จากการประมาณการเซลล์ใต้ผิวดินบางตัวจะแบ่งค่าเฉลี่ยของทุก ๆ 1,000 ปี ดังนั้นจุลินทรีย์เหล่านี้จึงมีช่วงเวลาที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงของชีวิตและเราสามารถเรียนรู้บางสิ่งบางอย่างเกี่ยวกับความชราจากพวกเขา” รัฟฟ์กล่าวเสริม
การค้นพบ microbiomes ใต้ผิวดินท้าทายสมมติฐานของเราเกี่ยวกับชีวิตที่อื่นในระบบสุริยะโดยแสดงให้เห็นว่าชีวิตสามารถเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและไร้พลังงานซึ่งมักจะไม่เอื้อต่อชีวิต
หากชุมชนจุลินทรีย์สามารถคงอยู่ได้หลายไมล์ใต้พื้นผิวโลกบางทีรูปแบบชีวิตที่คล้ายกันอาจมีอยู่ใต้พื้นผิวของดาวอังคารหรือ enceladus ซึ่งสภาพแวดล้อมใต้ผิวดินสามารถปิดกั้นระบบนิเวศที่ซ่อนอยู่ได้แม้จะมีสภาพพื้นผิวที่รุนแรง
การศึกษาถูกตีพิมพ์ในวารสารความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์-
