Onaards groen en geel kleuren het gloeiend hete landschap rond de Dallol-vulkaan in het noorden van Ethiopië. Deze buitenaardse wereld is gevuld met hydrothermale poelen die tot de meest extreme omgevingen op aarde behoren - en sommige lijken volledig verstoken van leven, volgens een nieuwe studie.
Verschillende levensvormen op onze planeet hebben zich aangepast om te overleven onder een aantal behoorlijk zware omstandigheden, plaatsen die superheet, superzuur of supersalty zijn, om er maar een paar te noemen, zei hoofdonderzoeker Purificación López-García, de onderzoeksdirecteur van het Franse nationale centrum voor wetenschappelijke Onderzoek.
Maar kan het leven overleven in een enkele omgeving die alle drie de omstandigheden combineert, zoals in de kleurrijke wateren van de hydrothermale regio Dallol?
Om erachter te komen of deze extreme omgeving de grenzen van het leven op onze planeet overschrijdt, hebben de onderzoekers in het gebied een aantal pekel- of waterpoelen met hoge zoutconcentraties genomen. Sommige waren extreem heet, zout en zuur, terwijl andere nog steeds erg heet en zout waren, maar niet te zuur of te basisch. De wetenschappers analyseerden al het genetische materiaal dat in de monsters werd gevonden om de organismen die daar leven te identificeren.
Sommige van de mildere poelen zaten boordevol natriumchloride, een aandoening die sommige kleine organismen kunnen weerstaan; de meer extreme omgevingen hadden hoge concentraties op magnesium gebaseerd zout, wat "schadelijk voor het leven" is, omdat magnesium het celmembraan afbreekt, zei López-García.
In deze meest extreme omgevingen, die echt zuur, heet en magnesiumzouten bevatten, vonden de onderzoekers geen DNA en dus geen spoor van een levend organisme, aldus de studie. De wetenschappers ontdekten een kleine hint van DNA van eencellige organismen, archaea genaamd, als ze de omstandigheden in die monsters "dwingen", zei López-García. Dat betekent dat ze het monster namen en het DNA bleven versterken - stel je voor dat je inzoomt op een foto - om te zien of er een zeer kleine hoeveelheid was die ze hadden gemist. Maar de onderzoekers veronderstelden dat deze kleine hoeveelheid DNA waarschijnlijk het gevolg is van besmetting van een naburige zoutvlakte, veroorzaakt door mensen die het gebied bezoeken of wind.
Aan de andere kant vonden de onderzoekers in de minder extreme vijvers een grote diversiteit aan microben, wederom vooral archaea. 'De diversiteit van archaea is echt heel, heel groot en heel verrassend', zei López-García. Onderzoekers ontdekten enkele archaea waarvan bekend is dat ze in gebieden met een hoge zoutconcentratie leven en sommige waarvan de wetenschappers geen idee hadden dat ze zelfs in de relatief minder zoute vijvers konden overleven.
Hun bevindingen suggereren dat er een gradiënt is van extreme omgevingen, waarvan sommige het leven herbergen en andere die dat niet doen en misschien een beetje een waarschuwing zijn bij het zoeken naar leven elders in de kosmos, voegde ze eraan toe. 'Er is een idee ... dat zegt dat elke planeet met vloeibaar water aan de oppervlakte bewoonbaar is', zei ze. Maar zoals de levenloze poelen van Ethiopië suggereren, is water 'misschien wel een noodzakelijke voorwaarde, maar verre van toereikend'.
Bovendien ontdekten de onderzoekers met behulp van elektronenmicroscopen ook de aanwezigheid van biomorfen of "minerale neerslagen die kleine cellen kunnen nabootsen" in monsters die zijn genomen uit zowel de levenloze poelen als die waarvan is gevonden dat ze leven herbergen, zei López-García. 'Als je naar Mars of naar fossiele omgevingen gaat en je ziet kleine, ronde dingen, kom je misschien in de verleiding om te zeggen dat dit microfossielen zijn, maar dat zijn ze misschien niet.'
Bewijzen dat leven niet bestaat
Er waren enkele tekortkomingen in deze studie, schreef John Hallsworth, een docent aan The Institute for Global Food Security aan de Queen's University in Belfast in Noord-Ierland, in een begeleidend commentaar gepubliceerd in het tijdschrift Nature Ecology & Evolution. De DNA-analyse van de onderzoekers kon bijvoorbeeld niet bepalen of de gedetecteerde organismen levend of actief waren, en het is onduidelijk of hun metingen van de waterfactoren zoals pH nauwkeurig zijn uitgevoerd, schreef hij.
Toch slaagde het team erin "de geochemie en microbiële diversiteit van een groot aantal pekels die een breed scala aan fysisch-chemische omstandigheden omvatten te karakteriseren, waardoor de uitgebreide diversiteit van de aanwezige archaeaanse gemeenschappen werd onthuld", schreef Hallsworth.
"Gezien het risico elke vorm van besmetting op te sporen, nemen microbiologen die in extreme omgevingen werken veel voorzorgsmaatregelen om dit te voorkomen," zei hij. 'In ons werk hebben we bemonsterd onder volledig aseptische omstandigheden', of die vrij zijn van besmetting. Het is onduidelijk waarom er een discrepantie is tussen de onderzoeken, en hoewel "ze beweren dat ze niet zien wat we rapporteren", betekent dat niet dat de oudere bevindingen onjuist zijn, zei hij. 'Er moet meer werk worden verzet.'
Maar dit oudere artikel is 'zwak' omdat de onderzoekers slechts sporen van één type archaea hebben gevonden die vergelijkbaar zijn met archaea die in de naburige zoutvlakte leven, en niet genoeg deden om besmetting te voorkomen, zei López-García.
'Verspreiding is actief in het gebied', dus dit spoor van archaea had door de wind of toeristen kunnen worden binnengebracht, vergelijkbaar met hoe haar team ook sporen van archaea ontdekte, maar veronderstelde dat het verontreinigingen waren van de naburige zoutvlakte, zei ze.
De nieuwe bevindingen werden op 28 oktober gepubliceerd in het tijdschrift Nature Ecology & Evolution.
