Μικρόβια της Ερυθράς Θάλασσας δείχνουν πώς η ζωή και η γεωλογία διαμορφώνουν η μία την άλλη
Εικόνα ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης δειγμάτων μικροβίων που ελήφθησαν από τους αεραγωγούς. Από Sharifah Altalhi.
Μικρόβια στις οπές της Ερυθράς Θάλασσας δείχνουν πώς η ζωή και η γεωλογία διαμορφώνουν η μία την άλλη.
Μια νέα μελέτη με επικεφαλής τον καθηγητή Alexandre Rosado του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας King Abdullah (KAUST, Σαουδική Αραβία) αποκάλυψε έναν ασυνήθιστο μικροβιακό κόσμο στα υδροθερμικά πεδία αεραγωγών Hatiba Mons στην κεντρική Ερυθρά Θάλασσα, μια τοποθεσία που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από έναν από τους συναδέλφους του, τον Επίκουρο Καθηγητή Froukje M. van der Zwan.
Για να το δείξει αυτό, η μελέτη παρέχει την πρώτη ανάλυση «γονιδιωματικής ανάλυσης» αυτών των υδροθερμικών συστημάτων, παρέχοντας μια άνευ προηγουμένου εικόνα τόσο για τους τύπους μικροβίων που υπάρχουν όσο και για τις μεταβολικές λειτουργίες που τους συντηρούν.
«Τα μικρόβια από τα πεδία Hatiba Mons παρουσιάζουν αξιοσημείωτη μεταβολική ευελιξία», δήλωσε η Sharifah Altalhi, διδακτορική φοιτήτρια του KAUST και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Κατανοώντας τις λειτουργίες τους, μπορούμε να δούμε πώς η ζωή διαμορφώνει το περιβάλλον της και πώς η γεωλογία και η βιολογία είναι βαθιά συνυφασμένες στην Ερυθρά Θάλασσα».
Τα πεδία Hatiba Mons καταγράφηκαν για πρώτη φορά το 2023 από μια συνεργατική αποστολή KAUST-GEOMAR, η οποία αποκάλυψε ζώνες εξαερισμού χαμηλής θερμοκρασίας και πανύψηλους σιδερένιους σωρούς οξειδίου του σιδήρου βάθους μεταξύ 778 και 1.450 μέτρων. Αυτά τα μικροβιακά σιδερένια αναχώματα σηματοδοτούν το μεγαλύτερο γνωστό ενεργό σύστημα εξαερισμού σιδήρου-οξυϋδροξειδίου χαμηλής θερμοκρασίας στον κόσμο.
Βασιζόμενη σε αυτήν την ανακάλυψη, η νέα μελέτη χρησιμοποίησε μεταγονιδιωματική με ανάλυση γονιδιώματος για να ανακατασκευάσει περισσότερα από 300 μικροβιακά γονιδιώματα από πέντε θέσεις αεραγωγών σε όλο το σύμπλεγμα Hatiba Mons, καταγράφοντας ένα οικοσύστημα που δεν μοιάζει με κανένα άλλο γνωστό πεδίο αεραγωγών.
Περιφερειακός χάρτης και θέσεις δειγματοληψίας των υδροθερμικών πεδίων αεραγωγών Hatiba Mons. (A) που δείχνει την τοποθεσία των Hatiba Mons στην Ερυθρά Θάλασσα, σημειωμένος με ένα λευκό τετράγωνο. (B) Κοντινή όψη της κορυφής Hatiba Mons, που επισημαίνει τα σημεία δειγματοληψίας στα κύρια μεγάλα ενεργά υδροθερμικά πεδία αεραγωγών - κορυφογραμμές Farwah Safraa (FS), πεδίο Kabir (KF), τύμβοι Majarrah (MM), πεδίο Beacon (BF) και τύμβοι Baja'ah (BM). Οι μέθοδοι δειγματοληψίας και οι τύποι δειγμάτων υποδεικνύονται με έγχρωμους κύκλους: οι κίτρινοι κύκλοι αντιπροσωπεύουν δειγματοληψία ROV για μικροβιακά στρώματα, ενώ οι μπλε και πράσινοι κύκλοι υποδεικνύουν δείγματα πυρήνα βαρύτητας και πυρήνα κουτιού για ιζήματα, αντίστοιχα. Τα επιβεβαιωμένα πεδία αεραγωγών χαμηλής θερμοκρασίας εμφανίζονται με σκούρο πορτοκαλί και τα συναγόμενα πεδία αεραγωγών χαμηλής θερμοκρασίας με ανοιχτό πορτοκαλί. Ένθετο: Ηφαίστειο θόλου Hatiba Mons. το λευκό τετράγωνο υποδεικνύει την περιοχή στο κύριο Σχήμα του Β -Περιβαλλοντικό Μικροβίωμα.
Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές γενετικές έρευνες που αποκαλύπτουν μόνο ποια μικρόβια υπάρχουν, η ανάλυση γονιδιώματος επιτρέπει περαιτέρω στους επιστήμονες να προσδιορίσουν πώς λειτουργούν αυτά τα μικρόβια για να επιβιώσουν και να συμβάλουν στο περιβάλλον τους.
Η ερευνητική ομάδα εντόπισε 314 μικροβιακά γονιδιώματα, που αντιπροσωπεύουν τόσο βακτήρια όσο και αρχαία, πολλά από τα οποία ήταν προηγουμένως άγνωστα στην επιστήμη. Η ανάλυση αποκάλυψε ένα απροσδόκητο οικοσύστημα που κυριαρχείται από μικρόβια ικανά για κύκλο σιδήρου, θείου, αζώτου και άνθρακα. Αυτές οι λειτουργίες καθοδηγούν τους χημικούς μετασχηματισμούς που διαμορφώνουν το περιβάλλον των αεραγωγών και διατηρούν τη μικροβιακή ζωή υπό ακραίες συνθήκες.
«Αυτό που κάνει αυτή την τοποθεσία πραγματικά εξαιρετική είναι η κυριαρχία των μεταβολισμών που προκαλούνται από τον σίδηρο, μια εντυπωσιακή απόκλιση από τα συστήματα που βασίζονται στο θείο και το μεθάνιο που βρίσκονται στις περισσότερες υδροθερμικές πηγές. Αυτό το μοναδικό μεταβολικό τοπίο καθιστά την πηγή Hatiba της Ερυθράς Θάλασσας ένα φυσικό εργαστήριο για τη μελέτη της ζωής υπό ακραίες συνθήκες και προσφέρει νέα γνώση για τις μικροβιακές διεργασίες που διατηρούν την ανθεκτικότητα των ωκεανών και τον παγκόσμιο κύκλο του άνθρακα», δήλωσε ο Rosado.
Τα μικρόβια που ανακαλύφθηκαν στα όρη Χατίμπα εκτελούν βιογεωχημικές διεργασίες που είναι θεμελιώδεις για τα συστήματα της Γης. Η ικανότητά τους να οξειδώνουν και να ανάγουν τον σίδηρο, να δεσμεύουν τον άνθρακα και να μεταβολίζουν το θείο και το άζωτο συνδέει τη μικροβιακή δραστηριότητα με τους χημικούς και ορυκτούς κύκλους του πλανήτη.
Η κατανόηση αυτών των μεταβολικών δικτύων μπορεί να βοηθήσει σε βιοτεχνολογικές εφαρμογές όπως η ανάκτηση μετάλλων, η παραγωγή βιοενέργειας και η περιβαλλοντική αποκατάσταση. Επιπλέον, η μελέτη του τρόπου με τον οποίο οι μικροοργανισμοί ευδοκιμούν σε αυτό το περιβάλλον υψηλής αλατότητας και υψηλής θερμοκρασίας παρέχει ενδείξεις για το πώς εξελίχθηκε η ζωή στην πρώιμη Γη και πώς θα μπορούσε να υπάρχει σε παρόμοιες συνθήκες αλλού στο ηλιακό σύστημα.
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα astrobiology
Decoding microbial diversity, biogeochemical functions, and interaction potentials in red sea hydrothermal vents
Sharifah Altalhi, Júnia Schultz, Tahira Jamil, Isabel Diercks, Shradha Sharma, Jörg Follmann, Intikhab Alam, Karthik Raman, Nico Augustin, Froukje M. van der Zwan & Alexandre Soares Rosado
https://environmentalmicrobiome.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40793-025-00784-5
https://astrobiology.com/2025/10/microbes-at-red-sea-vents-show-how-life-and-geology-shape-each-other.html
Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας Βασιλιά Αμπντουλάχ