Microbii misterioși care trăiesc adânc în subteranul Pământului, și cum pot ei ajuta umanitatea

Pământul de sub picioarele tale este casa imensei și misterioasei lumi a microbilor, o parte care a fost în scoarța terestră pentru sute și mii de ani. Cum este acolo jos? Să facem o călătorie la vulcanii și izvoarele balneare din Costa Rica în timp ce microbiologul Karen Lloyd aduce la lumină aceste organisme subterane și ne arată cum pot avea un impact profund asupra vieții pământești.

Pare că trăim
pe o planetă bine consolidată,

dar nu este așa.

Pietrele și praful de sub noi
sunt brăzdate de crăpături mici

și spații goale.

Și aceste spații goale sunt pline
cu microbi în cantități astronomice,

precum aceștia.

Cel mai adânc punct de pe planetă
unde am găsit microbi

este la 5 km sub pământ.

Spre exemplu,
dacă ai putea intra în pământ

și dacă ai alerga spre interiorul
Pământului,

ai putea alerga o cursă de 5 km,
iar microbii vor fi peste tot.

Poate nu te-ai gândit niciodată
la acești microbi

care sunt în adâncul scoarței terestre,

dar probabil te-ai gândit
la microbii din intestinele noastre.

Dacă pui la socoteală și flora intestinală

a tuturor oamenilor și animalelor
de pe planetă,

aceasta cântărește
în jur de 100.000 de tone.

E un imens biom pe care
îl purtăm în abdomen zilnic.

Ar trebui să fim mândri.

(Râsete)

Dar pălește în comparație
cu numărul microbilor

care acoperă întreaga suprafață
a planetei,

precum în îngrășăminte, râuri și oceane.

Împreună, aceștia cântăresc
în jur de două miliarde de tone.

Dar reiese că majoritatea microbilor
de pe planetă

nu sunt nici măcar în oceane sau intestine
sau stațiile de tratare a apelor.

Majoritatea sunt în interiorul
scoarței terestre.

Așadar aceștia cântăresc împreună
40 de miliarde de tone.

E unul dintre cele mai mari
biomuri de pe planetă,

și nici n-am știut că există
până acum câteva decenii.

Deci posibilitățile pentru cum
ar arăta viața acolo,

sau ce ar putea face pentru oameni,

sunt nelimitate.

Asta e o hartă cu câte un punct roșu

pentru fiecare loc unde avem
cele mai adânci probe subterane

prin metode microbiologice moderne

și poate sunteți surprinși

că avem o acoperire globală
destul de bună,

însă, dacă vă amintiți
că acestea sunt singurele locuri

din care avem probe, arată mai rău.

Dacă am fi cu toții într-o navă spațială,

încercând să reconstruim o hartă
a globului doar din aceste probe,

n-am putea fi capabili s-o realizăm.

Câteodată oamenii îmi spun:

„Da, sunt mulți microbi
în subteran, dar...

nu sunt oare în stare latentă?”

Bine zis.

Față de un ficus sau pojar sau porcușorii
de guineea ai copilului meu,

acești microbi probabil
că nu fac mai nimic.

Știm că trebuie să fie lenți,
căci sunt mulți.

Dacă ar începe să se dividă
la fel ca E.coli,

atunci ar dubla întreaga greutate
a planetei, incluzând pietrele,

într-o singură noapte.

De fapt, mulți dintre ei
nici nu s-au mai divizat

de pe vremea Egiptului antic.

Ceea ce e o nebunie.

Cum să te gândești la lucruri
atât de longevive?

Dar m-am gândit la o analogie
care îmi place,

dar e ciudată și complicată.

Așa că sper ca toți să facem asta
împreună cu mine.

Bine, să încercăm.

E ca și cum ne-am imagina
ciclul de viață al unui copac...

dacă ați trăi doar o zi.

Dacă viața omului ar dura doar o zi,
și am trăi iarna,

atunci am trăi o viață întreagă

fără să vedem vreo frunză într-un copac.

Și vor fi mulți oameni

care vor trece printr-o singură iarnă,

încât nici măcar o carte de istorie

nu va spune altceva decât că copacii
sunt mereu lipsiți de viață,

că nu fac nimic.

Bineînțeles, e ridicol.

Știm că copacii așteaptă vara

ca să poată reveni la viață.

Dar dacă ciclul vieții omului

ar fi semnificativ mai scurt
decât cel al copacilor,

s-ar putea să fim complet
absorbiți de acest fapt cotidian.

Când spunem că acești microbi din subteran
sunt doar în stare latentă,

suntem precum oamenii care mor după o zi,

încercând să-și dea seama
cum funcționează copacii?

Cum ar fi dacă aceste
organisme din subteran

doar așteaptă vara,

însă viețile noastre sunt prea scurte
să observăm asta?

Dacă iei E. coli, o pui într-o eprubetă,

fără mâncare și nutrienți,

și o lași timp de câteva luni sau ani,

majoritatea celulelor
vor muri de foame, bineînțeles.

Dar câteva celule vor supraviețui.

Dacă iei celulele supraviețuitoare

și le pui să concureze,
sub condiția lipsei de hrană,

împotriva unei culturi noi
și în creștere de E. coli,

cei mai cărunți și duri
bat îndrăzneții tineri

de fiecare dată.

Asta e dovada că există
o răsplată evolutivă

în a fi extrem de lent.

Așadar, probabil

că poate n-ar trebui să corelăm
a fi lent cu a fi mai puțin important.

Poate acești microbi îndepărtați

ar putea fi utili pentru umanitate.

Bine, după cum știm,

sunt două căi de a face posibil
traiul în subteran.

Prima e să așteptăm mâncarea
să vină de la suprafață,

ca și cum ai încerca să mănânci resturile
de la un picnic de acum 1.000 de ani.

Ceea ce e un mod nebunesc de a trăi,

dar, surprinzător, pare să meargă
pentru mulți microbi de pe planetă.

Cealaltă posibilitate e
ca un microb să spună:

„Nu, n-am nevoie de suprafață.

Mi-e bine aici jos.”

Pentru microbii care merg pe ruta asta,

trebuie să-și ia tot ce au nevoie
pentru a supraviețui

din interiorul Pământului.

Unele lucruri sunt mai ușor de obținut.

Sunt din belșug în interiorul Pământului,

precum apa sau nutrienții,
precum azotul, fierul și fosforul,

sau locuri de trăit.

Sunt lucrurile pentru care ne-am omorî
ca să le obținem

pe suprafața Pământului.

Dar în subteran, problema
e să găsești suficientă energie.

La suprafață,

plantele pot genera zahăr din moleculele
dioxidului de carbon

la fel de repede precum fotonii
soarelui le ating frunzele.

Dar în subteran, bineînțeles,
nu este lumină solară,

așa că ecosistemul trebuie
să rezolve această problemă:

cine va face mâncare pentru toată lumea?

Subteranul are nevoie de ceva
care e ca o plantă,

dar respiră pietre.

Din fericire, acest lucru există,

și se numește chemolitoautotrof.

(Râsete)

E un microb care folosește
substanțe chimice: „chemo”,

de la pietre: „lito”,

pentru a face mâncare: „autotrof”.

Și asta fac cu o multitudine de elemente.

Pot să facă asta cu sulf, fier,
mangan, azot, carbon,

câteva pot folosi electroni puri, direct.

Dacă ai tăia capătul unui cablu electric,

pot să respire ca de la un tub de oxigen.

(Râsete)

Aceste chemolitioautotrofe

iau energia pe care o dobândesc
din aceste procedee

și o folosesc pentru a face mâncare,
cum fac și plantele.

Dar știm că plantele fac
mai mult decât mâncare.

Produc deșeuri: oxigen,

de care depindem 100%.

Dar deșeul pe care-l produc
chemolitioautotrofele

este adesea sub forma mineralelor,

precum rugina sau pirita,
ca aurul nebunului,

sau carminitele, precum calcarul.

Ceea ce avem sunt microbi care
sunt foarte, foarte lenți, precum rocile,

care își iau energia din pietre,

care produc ca reziduu alte pietre.

Așadar, vorbesc despre biologie
sau despre geologie.

Aceste lucruri chiar coincid.

(Râsete)

Dacă voi ajunge să fac acest lucru,

și voi fi un biolog care studiază microbii

și lucruri de acest gen precum rocile,

atunci ar trebui probabil
să încep să studiez geologia.

Și care e cea mai interesantă
parte a geologiei?

Vulcanii.

(Râsete)

Așa arată interiorul craterului
vulcanului Poás din Costa Rica.

Mulți vulcani de pe planetă erup
pentru că o placă oceanică tectonică

se ciocnește de placa continentală.

Pe măsură ce placa oceanică se scufundă

sau se mișcă sub placa continentală,

apa și dioxidul de carbon
și alte substanțe

sunt scoase la suprafață,

precum ai stoarce o cârpă umedă.

Astfel, zonele de scufundare sunt
ca niște portaluri în adâncul Pământului,

unde substanțele sunt interschimbate
între suprafață și subteran.

Am fost recent invitată de câțiva colegi
de-ai mei din Costa Rica

să lucrez cu ei la niște vulcani.

Și bineînțeles ca am zis da,
deoarece Costa Rica e frumoasă,

dar de asemenea pentru că se află
deasupra unei zone de scufundare.

Voiam să aflăm ceva clar:

de ce dioxidul de carbon

care iese din această placă
tectonică oceanică adâncă

iese la suprafață doar prin vulcani?

De ce iese prin toată zonă
de scufundare tectonică?

Joacă microbii un rol în asta?

Asta e o poză cu mine din vulcanul Poás,

alături de colegul meu Donato Giovannelli.

Acel lac lângă care stăteam e făcut
din acid de baterie pur.

Știu asta deoarece am măsurat pH-ul
când a fost făcută poza.

Și la un moment dat când lucram în crater,

m-am întors spre colegul meu
din Costa Rica și i-am spus:

„Bine, dacă începe să erupă acum,

care-i strategia noastră de ieșire?”

Și el a zis: „Oh, da, bună întrebare,
e chiar ușor.

Doar întoarce-te
și bucură-te de priveliște.”

(Râsete)

„Căci va fi ultima.”

(Râsete)

Poate sună prea dramatic,

dar 54 de zile după ce am stat
lângă lacul acela,

s-a întâmplat asta.

Audiența: Oh!

De-a dreptul terifiant, nu?

(Râsete)

A fost cea mai mare erupție a vulcanului
din ultimii 60 de ani,

și nu cu mult după ce se termină
această filmare,

camera care înregistra a fost spulberată

și întregul lac din care luam probe

s-a evaporat complet.

Dar vreau să vă asigur

că eram destul de siguri că acest lucru
nu s-ar fi întâmplat.

în ziua în care eram în vulcan,

deoarece Costa Rica își monitorizează
foarte atent vulcanii

prin Institutul OVSICORI,

și am avut oameni de știință
din institut cu noi în acea zi.

Însă faptul că a erupt arată perfect

că dacă te uiți pe unde iese
dioxidul de carbon

din placa oceanică,

atunci n-ar trebui să te uiți
mai departe de vulcani.

Dar dacă vii în Costa Rica,

poți observa că pe lângă vulcani

există multe izvoare fierbinți
micuțe și îmbietoare peste tot.

O parte din apa din aceste izvoare
fierbinți iese la suprafață

din adâncul plăcii oceanice.

Și ipoteza noastă a fost
că trebuie să fie dioxid de carbon

în această apă,

dar ceva în adânc
filtra dioxidul de carbon.

Așadar, am petrecut două săptămâni
plimbându-ne prin Costa Rica,

luând probe din fiecare izvor
termal pe care l-am găsit,

permiteți-mi să vă spun, a fost groaznic.

Apoi am petrecut următorii doi ani
măsurând și analizând date.

Dacă nu ești om de știință,
vreau doar să știi că marile descoperiri

nu au loc când ești
la niște băi termale frumoase

sau pe scenă;

au loc când ești cocoșat
în fața unui calculator dezordonat

sau repari un instrument dificil,

sau vorbești pe Skype cu colegii

pentru că ești complet dezorientat
în legătură cu datele.

Descoperirile științifice, precum cele
despre microbii din subteran,

pot luam foarte mult timp.

Dar în cazul nostru a venit și răsplata.

Am descoperit că tone de dioxid de carbon

sunt scoase la suprafață
din adâncurile plăcii tectonice oceanice.

Și că ceea ce le ține în subteran

și nu le lasă să fie eliberate
în atmosferă

e că la mare adâncime,

sub toți leneșii și tucanii adorabili
din Costa Rica,

erau chemolitioautotrofii.

Acești microbi și procese chimice
care au loc în jurul lor

transformau dioxidul de carbon
într-un carbonat mineral

și-l blocau în subteran.

Lucru care vă face să vă întrebați:

dacă aceste procese subterane
sunt eficiente în a absorbi

tot carbonul care venea de sub ei,

ar putea să ne ajute cu problema
carbonului

cu care ne confruntăm la suprafață?

Oamenii eliberează suficient
dioxid de carbon în atmosferă,

încât scădem abilitatea planetei

de a susține viața așa cum o știm.

Oamenii de știință, inginerii
și antreprenorii

lucrează la metode prin care
să scoată dioxidu de carbon

la suprafață din aceste surse,

astfel încât sa nu fie eliberat
în atmosferă.

Și ei trebuie să-l depoziteze undeva.

Din acest motiv,

trebuie să studiem locurile
unde carbonul ar putea fi stocat,

posibil în subteran,

pentru a ști ce se petrece
când ajunge acolo.

Acești microbi din subteran vor fi
o problemă căci sunt prea lenți

ca să țină ceva acolo jos?

Sau vor fi folositori

pentru că ajută la transformarea
în minerale carbonate solide?

Dacă putem face o așa mare descoperire

dintr-un singur studiu efectuat
în Costa Rica,

atunci imaginați-vă ce altceva așteaptă
să fie descoperit acolo.

Acest nou domeniu de geo-bio-chimie
sau biologia de adâncime,

sau cum vreți s-o numiți,

va avea un impact imens,

nu doar pentru atenuarea
schimbării climatice,

dar poate pentru a cunoaște
evoluția comună a vieții și a planetei

sau pentru descoperirea de noi produse
utile pentru uz medical și industrial.

Poate chiar anticiparea cutremurelor

sau descoperirea vieții pe alte planete.

Ar putea chiar să ne ajute
să înțelegem originea vieții.

Din fericire,
nu trebuie să fac singură asta.

Am colegi uimitori peste tot în lume

care sunt pasionați de misterele
din subteranul Pământului.

Și poate părea că viața
din adâncul scoarței terestre

e deconectată de experiențele noastre
de zi cu zi încât nici nu mai contează.

Dar adevărul e că această ciudată
și monotonă viață

poate să aibă răspunsuri
la cele mai mărețe mistere

ale vieții pe Pământ.

Vă mulțumesc!

(Aplauze)