Αυτό το μυστήριο της βαθιάς θάλασσας αλλάζει τη γνώση μας για τη ζωή

Πόσο βαθιά στη Γη μπορούμε να πάμε και να βρούμε ζωή; Η μικροβιολόγος της θάλασσας Κάρεν Λόιντ μας παρουσιάζει τα μικρόβια που ζουν βαθιά στο υπέδαφος: μικροί οργανισμοί που ζούνε θαμμένοι αρκετά μέτρα μέσα στη λάσπη του ωκεανού και οι οποίοι υπήρχαν στη Γη πολύ πριν από τα ζώα. Μάθετε περισσότερα για αυτά τα μυστηριώδη μικρόβια, τα οποία αρνούνται να αναπτυχθούν στα εργαστήρια και που φαίνεται να έχουν μια σχέση με τον χρόνο και την ενέργεια θεμελιωδώς διαφορετική απ' ό,τι εμείς.

Είμαι μικροβιολόγος των ωκεανών
στο Πανεπιστήμιο του Τενεσί

και θα ήθελα να σας πω
για ορισμένα μικρόβια

τα οποία είναι τόσο περίεργα και υπέροχα

που κλωνίζουν τις υποθέσεις μας
για το πώς είναι η ζωή στη Γη.

Έχω λοιπόν μια ερώτηση.

Σηκώστε το χέρι σας όσοι
έχετε σκεφτεί ότι θα ήταν υπέροχο

να πηγαίνατε στον πυθμένα
του ωκεανού με υποβρύχιο.

Ναι.

Οι περισσότεροι, διότι
οι ωκεανοί είναι υπέροχοι.

Τώρα, σηκώστε το χέρι

αν ο λόγος που σηκώσατε το χέρι
για να πάτε στον πυθμένα του ωκεανού

ήταν γιατί θα ερχόσασταν πιο κοντά

με την καταπληκτική λάσπη
που βρίσκεται εκεί κάτω.

(Γέλια)

Κανείς.

Είμαι η μόνη εδώ μέσα.

Το σκέφτομαι συνέχεια αυτό το πράγμα.

Έχω περάσει τον περισσότερο
χρόνο της ζωής μου

προσπαθώντας να προσδιορίσω
πόσο βαθιά μπορούμε να πάμε στη Γη

και να βρούμε κάτι, οτιδήποτε ζωντανό,

διότι ακόμη δεν ξέρουμε την απάντηση
στη βασική ερώτηση για τη ζωή στη Γη.

Το 1980, λοιπόν, ο επιστήμονας
Τζον Πάρκς στο Ηνωμένο Βασίλειο,

είχε την ίδια εμμονή

και του ήρθε μια τρελή ιδέα.

Πίστευε ότι υπήρχε μια τεράστια, βαθιά
και ζωντανή μικροβιακή βιόσφαιρα

κάτω από τους ωκεανούς όλου του κόσμου

που εκτείνεται εκατοντάδες
μέτρα στον πυθμένα του ωκεανού,

-κάτι φανταστικό-

αλλά το πρόβλημα είναι
ότι κανείς δεν τον πίστεψε,

και ο λόγος γι' αυτό

είναι διότι ο πυθμένας του ωκεανού
είναι το πιο βαρετό μέρος της Γης.

(Γέλια)

Δεν έχει φως, δεν έχει οξυγόνο,

και το χειρότερο,

δεν έχει φρέσκο φαγητό κυριολεκτικά
εδώ και εκατομμύρια χρόνια.

Δεν χρειάζεσαι διδακτορικό στη βιολογία

για να ξέρεις ότι είναι ένα
άσχημο μέρος να ψάξεις για ζωή.

(Γέλια)

Το 2002 όμως ο Τζον
έπεισε αρκετούς ανθρώπους

ότι είχε ανακαλύψει κάτι
κι έτσι ξεκίνησε μια αποστολή

με αυτό το πλοίο γεωτρήσεων
με το όνομα Τζόιντες Ρεζολούσιον.

Και ήταν μαζί με τον Μπο Μπάρκερ
Χόργκενσεν από τη Δανία.

Έτσι μπόρεσαν τελικά να πάρουν

κάποια καλά παρθένα δείγματα
από το βάθος του ωκεανού

εντελώς αμόλυντα
από μικρόβια της επιφάνειας.

Αυτό το πλοίο μπορεί να κάνει γεωτρήσεις
χιλιάδες μέτρα κάτω από τον ωκεανό

και η λάσπη ανεβαίνει σε διαδοχικούς
πυρήνες, ο ένας μετά τον άλλον -

μακρείς πυρήνες που μοιάζουν έτσι.

Αυτό μεταφέρεται από επιστήμονες σαν
εμένα που ανεβαίνουμε σ' αυτά τα πλοία,

επεξεργαζόμαστε τους πυρήνες εκεί,

κι έπειτα στέλνουμε να εξετασθούν
λεπτομερέστερα στα εργαστήριά μας.

Όταν ο Τζον και ο συνεργάτης του

έλαβαν αυτά τα πολύτιμα παρθένα
δείγματα από τα βάθη του ωκεανού,

τα έβαλαν στο μικροσκόπιο

και είδαν εικόνες που έμοιαζαν
αρκετά σαν και αυτήν,

η οποία τραβήχτηκε
σε μια πιο πρόσφατη αποστολή

από τον διδακτορικό φοιτητή μου,
Τζόι Μπουοντζιόρνο.

Μπορείτε να δείτε τα θολά
αντικείμενα στο βάθος.

Αυτό είναι λάσπη από τα βάθη της θάλασσας

και οι ανοιχτές πράσινες βούλες
που φέρουν πράσινη φωσφορίζουσα βαφή

είναι αληθινά, ζωντανά μικρόβια.

Τώρα πρέπει να σας πω κάτι
πολύ τραγικό για τα μικρόβια.

Όλα μοιάζουν το ίδιο στο μικροσκόπιο,

δηλαδή με την πρώτη ματιά.

Μπορείς να πάρεις τους πιο
συναρπαστικούς οργανισμούς στον κόσμο,

όπως ένα μικρόβιο
που κυριολεκτικά αναπνέει ουράνιο,

και ένα άλλο που παράγει
καύσιμα για πυραύλους,

να τα αναμείξεις με λάσπη από τον ωκεανό,
να τα βάλεις στο μικροσκόπιο,

και θα φαίνονται απλά σαν μικρές βούλες.

Είναι ενοχλητικό.

Έτσι δεν μπορούμε να τα
ξεχωρίσουμε από την εμφάνιση.

Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε DNA,
σαν δαχτυλικό αποτύπωμα,

για να τα ξεχωρίσουμε.

Θα σας δείξω το πώς αυτήν τη στιγμή.

Έφτιαξα λοιπόν κάποια δεδομένα -
θα σας δείξω κάποια ψεύτικα δεδομένα.

Αυτό για να σας δείξω πώς θα φαινόταν

αν ορισμένα είδη δεν είχαν
καμία σχέση μεταξύ τους.

Μπορείτε να δείτε ότι κάθε είδος

έχει μια λίστα συνδυασμών
του A, G, C και T,

-τις τέσσερις υπομονάδες του DNA-

στοιβαγμένες κάπως τυχαία και
κανένα δεν μοιάζει με κάτι άλλο,

και αυτά τα είδη δεν έχουν
καμία σχέση μεταξύ τους.

Όμως το πραγματικό DNA φαίνεται έτσι

από ένα γονίδιο που αυτά
τα είδη τυχαίνει να μοιράζονται.

Τα πάντα ευθυγραμμίζονται σχεδόν τέλεια.

Οι πιθανότητες του να έχεις
τόσες κάθετες στήλες

όπου κάθε είδος έχει ένα C
ή κάθε είδος έχει ένα T,

εντελώς τυχαία, είναι απειροελάχιστες.

Ξέρουμε λοιπόν ότι όλα αυτά τα είδη
πρέπει να είχαν έναν κοινό πρόγονο.

Είναι όλα συγγενείς μεταξύ τους.

Τώρα λοιπόν θα σας πω ποιοι ήτανε.

Τα δύο πρώτα είμαστε
εμείς και οι χιμπατζήδες,

που όλοι ξέρατε ήδη ότι συγγενεύουμε,
διότι είναι προφανές.

(Γέλια)

Όμως έχουμε συγγένεια και με είδη
με τα οποία δεν μοιάζουμε,

όπως τα πεύκα και η Γιαρδία,
η οποία είναι γαστρεντερική ασθένεια

που παθαίνεις αν δεν φιλτράρεις
το νερό σου κατά την πεζοπορία.

Επίσης έχουμε συγγένεια με το βακτήριο
E. Coli και το Clostridium Difficile,

που είναι ένα απαίσιο, καιροσκοπικό
παθογόνο που σκοτώνει πολλούς ανθρώπους.

Υπάρχουν όμως και καλά μικρόβια,
όπως το Dehalococcoides ethenogenes

που καθαρίζει τα βιομηχανικά
μας απορρίματα.

Αν πάρω λοιπόν αυτές τις ακολουθίες DNA

και χρησιμοποιήσω τις ομοιότητες
και τις διαφορές τους,

για να κάνω ένα οικογενειακό
δέντρο για όλους μας,

για να δούμε ποιοι συγγενεύουν,

τότε αυτό θα φαίνεται έτσι.

Φαίνεται λοιπόν ξεκάθαρα
με την πρώτη ματιά,

ότι είδη όπως εμείς, η Γιαρδία,
τα κουνέλια και τα πεύκα

είμαστε κάτι σαν συγγενείς,

και τα βακτήρια είναι κάτι
σαν μακρινά ξαδέρφια μας.

Όμως έχουμε συγγένεια με όλα
τα ζώντα είδη στον πλανήτη.

Κάθε μέρα λοιπόν στη δουλειά μου,

παράγω επιστημονικές αποδείξεις
που καταρρίπτουν την υπαρξιακή μοναξιά.

Όταν λοιπόν πήραμε αυτές
τις πρώτες ακολουθίες DNA,

από την πρώτη αποστολή, με τα παρθένα
δείγματα από τη βαθιά υποεπιφάνεια,

θέλαμε να μάθουμε πού βρίσκονταν.

Το πρώτο πράγμα που ανακαλύψαμε
ήταν πως δεν ήταν εξωγήινοι

διότι το DNA τους ευθυγραμμιζόταν
με οτιδήποτε πάνω στη Γη.

Τώρα όμως παρατηρήστε
πού πάνε στο δέντρο της ζωής.

Το πρώτο που παρατηρείς είναι
ότι είναι πολυάριθμα.

Δεν ήταν απλά ένα μικρό είδος

που επιβίωσε σε αυτό το απαίσιο μέρος.

Πρόκειται για πολλά είδη.

Το δεύτερο που ελπίζουμε ότι παρατηρείς

είναι ότι δεν μοιάζουν με
οτιδήποτε έχουμε δει στο παρελθόν.

Είναι τόσο διαφορετικά μεταξύ τους

όσο και με οτιδήποτε έχουμε
γνωρίσει στο παρελθόν,

όσο διαφέρουμε εμείς με τα πεύκα.

Ο Τζον Πάρκς λοιπόν ήταν απολύτως σωστός.

Εκείνος κι εμείς ανακαλύψαμε
ένα εντελώς νέο

και εξαιρετικά ποικίλο
μικροβιακό οικοσύστημα στη Γη,

του οποίου την ύπαρξη δεν γνώριζε
κανείς πριν τη δεκαετία του 1980.

Τώρα πήραμε φόρα.

Το επόμενο βήμα ήταν να αναπτύξουμε
αυτά τα εξωτικά είδη σε ένα τρυβλίο Πέτρι

ώστε να μπορέσουμε
να πειραματιστούμε επάνω τους

όπως κάνουν οι μικροβιολόγοι.

Όμως οτιδήποτε και να τα ταΐσαμε,

δεν αναπτύχθηκαν.

Ακόμη και σήμερα, 15 χρόνια μετά
και έπειτα από πολλές αποστολές

κανείς δεν κατάφερε να αναπτύξει
σε τρυβλίο καλλιέργειας

κάποιο από αυτά τα εξωτικά μικρόβια
του υπεδάφους της θάλασσας.

Και δεν είναι επειδή
δεν έχουμε προσπαθήσει.

Αυτό ίσως ακούγεται απογοητευτικό

όμως το βρίσκω συναρπαστικό

διότι σημαίνει πως υπάρχουν τόσα πολλά
δελεαστικά ερωτηματικά να λύσουμε.

Για παράδειγμα, οι συνάδελφοί μου κι εγώ
πιστεύαμε ότι είχαμε μια υπέροχη ιδέα.

Θα διαβάζαμε τα γονίδιά τους
σαν βιβλίο συνταγών,

θα βρίσκαμε τι ακριβώς θέλουν να φάνε
και θα το βάζαμε στα δοχεία τους

κι έτσι θα αναπτύσσονταν
και θα ήταν ευτυχισμένα.

Όταν όμως κοιτάξαμε τα γονίδιά τους,

διαπιστώσαμε ότι ήθελαν να φάνε
το φαγητό που ήδη τους ταΐζαμε.

Ήταν λοιπόν αποτυχία.

Υπήρχε κάτι άλλο που ήθελαν στα πιάτα τους

που προφανώς δεν τους το δίναμε.

Συνδυάζοντας λοιπόν μετρήσεις
από διάφορα μέρη στον κόσμο

οι συνάδελφοί μου από το
Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας,

Ντάουγκ ΛαΡόου και Γιαν Άρμεντ,

κατάφεραν να υπολογίσουν ότι καθένα από
τα μικροβιακά κύτταρα της βαθιάς θάλασσας

χρειάζεται μόνο ένα ζέπτοβατ ενέργειας.

Και προτού βγάλετε τα κινητά σας,
ένα ζέπτο είναι 10 εις την μείον 2 -

γιατί ξέρω ότι θα ήθελα
να το κοιτάξω αυτό.

Οι άνθρωποι από την άλλη,

χρειάζονται περίπου 100 βατ ενέργειας.

100 βατ είναι βασικά αν πάρεις έναν ανανά

και τον ρίξεις από το ύψος της μέσης
στο έδαφος 881.632 φορές την ημέρα.

Αν το έκανες αυτό και
το συνέεδες με μια τουρμπίνα,

θα παρείχε αρκετή ενέργεια ώστε
να με κάνει να υπάρξω για μια μέρα.

Παρομοίως, ένα ζέπτοβατ,

είναι σαν να παίρνεις
μόνο έναν κόκκο αλατιού,

κι έπειτα να φανταστείς
ένα πολύ μικρό σφαιρίδιο

το οποίο είναι ένα χιλιοστό
της μάζας του κόκκου αλατιού,

και να το ρίχνεις ένα νανόμετρο,

το οποίο είναι εκατό φορές μικρότερο
από το μήκος κύματος του ορατού φωτός,

μια φορά την ημέρα.

Αυτό είναι το μόνο που χρειάζονται
αυτά τα μικρόβια για να ζήσουν.

Είναι πολύ μικρότερη ενέργεια από όση
θεωρούσαμε ότι μπορεί να υποστηρίξει ζωή,

όμως με κάποιον υπέροχα όμορφο τρόπο,

είναι αρκετή.

Αν λοιπόν αυτά τα μικρόβια

έχουν διαφορετική σχέση με την ενέργεια
απ' ό,τι φανταζόμασταν,

τότε συνεπάγεται ότι πρέπει να έχουν
διαφορετική σχέση και με τον χρόνο,

διότι όταν ζεις με τόση
απειροελάχιστη ενέργεια,

η γρήγορη ανάπτυξη είναι αδύνατη.

Αν ήθελαν να εγκατασταθούν στον
λαιμό μας και να μας αρρωστήσουν

θα απομακρύνονταν από
τον γρήγορο στρεπτόκοκκο

προτού καν αρχίσουν
την κυτταρική διαίρεση.

Γι' αυτό λοιπόν δεν τα βρίσκουμε
ποτέ στον λαιμό μας.

Ίσως το ότι η βαθιά
υποεπιφάνεια είναι τόσο βαρετή

τελικά μπορεί να είναι πλεονέκτημα
γι' αυτά τα μικρόβια.

Δεν παρασύρονται από καταιγίδες.

Δεν καλύπτονται ποτέ από αγριόχορτα.

Το μόνο που έχουν να κάνουν
είναι να υπάρχουν.

Ίσως αυτό που μας έλειπε
από τα δικά μας τρυβλία Πέτρι

δεν ήταν φαγητό.

Ίσως δεν ήταν χημικό.

Ίσως αυτό που πραγματικά χρειάζονται,

η θρεπτική ουσία που θέλουν,
να είναι ο χρόνος.

Όμως ο χρόνος είναι το μοναδικό
πράγμα που δεν μπορώ να τους δώσω.

Ακόμη κι αν έχω μια κυτταρική καλλιέργεια
που θα την δώσω στους φοιτητές μου

κι εκείνοι στους δικούς τους κ.ο.κ.

θα πρέπει να το κάνουμε αυτό
για χιλιάδες χρόνια

μέχρι να αναπαράγουμε ίδιες
συνθήκες με τη βαθιά υποεπιφάνεια,

και αυτό χωρίς να δημιουργήσουμε ρύπους.

Είναι απλώς αδύνατο.

Ίσως όμως με κάποιον τρόπο
τα έχουμε ήδη αναπτύξει στα δοχεία μας

Ίσως είδαν όλο το φαγητό
που τους προσφέραμε και είπαν,

«Ευχαριστώ, θα επιταχύνω τόσο πολύ

ώστε να κάνω ένα καινούριο
κύτταρο τον επόμενο αιώνα».

Χριστέ μου!
(Γέλια)

Γιατί λοιπόν η υπόλοιπη
βιολογία κινείται τόσο γρήγορα;

Γιατί ένα κύτταρο
πεθαίνει μέσα σε μια μέρα

κι ο άνθρωπος μετά από εκατό χρόνια;

Αυτά φαίνονται σαν εντελώς
αυθαίρετα μικρά όρια

εάν σκεφτείς τη συνολική ποσότητα
του χρόνου στο σύμπαν.

Όμως δεν είναι αυθαίρετα όρια.

Υπαγορεύονται από ένα απλό πράγμα,

και αυτό είναι ο ήλιος.

Από την ώρα που η ζωή εκμεταλλεύτηκε
την ενέργεια του ήλιου με τη φωτοσύνθεση,

όλοι επιταχύναμε και μπήκαμε
σε ημερήσιους και νυχτερινούς κύκλους.

Έτσι ο ήλιος μας έδωσε λόγο
για να είμαστε γρήγοροι

αλλά και τα καύσιμα γι' αυτό.

Μπορείτε να φανταστείτε τη ζωή
στη Γη σαν ένα κυκλοφορικό σύστημα

και ο ήλιος είναι η καρδιά μας.

Η βαθιά υποεπιφάνεια όμως
είναι σαν κυκλοφορικό σύστημα

το οποίο είναι εντελώς
αποκομμένο από τον ήλιο.

Αντίθετα, κινείται με μακρείς,
αργούς γεωλογικούς ρυθμούς.

Προς το παρόν δεν υπάρχει κάποιο θεωρητικό
όριο στη διάρκειας ζωής ενός κυττάρου.

Όσο υπάρχει η παραμικρή
ενέργεια για εκμετάλλευση,

θεωρητικά ένα κύτταρο μπορεί να ζήσει

για εκατοντάδες χιλιάδες
χρόνια ή περισσότερο,

απλά αντικαθιστώντας σπασμένα
κομμάτια με το πέρασμα του χρόνου.

Με το να ζητάς από ένα μικρόβιο που ζει
έτσι, να μεγαλώσει στα δοχεία μας

τους ζητάς να προσαρμοστούν στον φρενήρη,
ηλιοκεντρικό, γρήγορο τρόπο ζωής

και ίσως να έχουν καλύτερα
πράγματα να κάνουν.

(Γέλια)

Φανταστείτε πώς θα ήταν
να μαθαίναμε πώς το κάνουν αυτό.

Μπορεί να περιλαμβάνει κάποιες
εξαιρετικά σταθερές ενώσεις

οι οποίες θα μπορούσαν
να αυξήσουν τη διάρκεια ζωής

στον χώρο της βιοϊατρικής
ή της βιομηχανίας;

Ή εάν βρίσκαμε τον μηχανισμό
που χρησιμοποιούν

για να αναπτύσσονται τόσο εξαιρετικά αργά,

ίσως να μας ήταν χρήσιμος για τα καρκινικά
κύτταρα και την αργή κυτταρική διαίρεση.

Δεν ξέρω.

Ειλικρινά όλα αυτά είναι εικασίες.

αλλά αυτό που ξέρω σίγουρα

είναι πως υπάρχουν
εκατοντάδες δισεκατομμύρια

ζωντανά μικροβιακά κύτταρα

κάτω από τους ωκεανούς όλου του κόσμου.

Αυτό είναι 200 φορές παραπάνω από τη
συνολική βιομάζα των ανθρώπων στη Γη.

Κι αυτά τα μικρόβια έχουν
μια σχέση θεμελιωδώς διαφορετική

με τον χρόνο και
την ενέργεια απ' ό,τι εμείς.

Αυτό που μοιάζει σαν μια μέρα γι' αυτά

μπορεί να είναι χιλιάδες χρόνια για εμάς.

Δεν ενδιαφέρονται για τον ήλιο

και δεν ενδιαφέρονται
να αναπτυχθούν γρήγορα

και πιθανόν δεν τους καίγεται
καρφί για τα πειράματά μου.

(Γέλια)

Όμως εάν εξακολουθήσουμε να βρίσκουμε
δημιουργικούς τρόπους να τα μελετάμε

τότε ίσως τελικά να καταλάβουμε
τι είναι η ζωή, κάθε είδους, στη Γη.

Ευχαριστώ.

(Χειροκρότημα)