V hloubi Země se ukrývá bohatý svět. Tamní ekosystém zabírá prostor dvakrát větší než všechny oceány

Vědci, kteří zkoumají místa hluboko pod povrchem Země, narazili na mnohem více života, než se očekávalo. Hlubiny naší planety jsou plné rozsáhlých ekosystémů, ještě bohatších, než si představoval třeba Jules Verne v románu Cesta do středu Země.

Tyto ekosystémy ale nejsou tvořené obřími houbami nebo pravěkými ještěry, jak předvídal Verne, nýbrž mikroorganismy. Prostor, který pod povrchem obývají, je obrovský, jeho objem je dvakrát větší než všechny světové oceány dohromady.

V těchto místech panují extrémní podmínky – není tu žádné světlo, zato je tu extrémní horko a také silný tlak. Živé organismy tu mají také málo prostoru a minimum živin. Vědci ale v nové práci předvídají na základě odebraných vzorků, že tato podzemní biosféra má hmotnost asi 15 až 23 miliard tun, což je stonásobně víc než hmotnost celého lidstva dohromady.

Za objevem stojí experti z projektu Deep Carbon Observatory. Podle nich je tento podzemní svět také velmi rozmanitý – může se skládat z podobného množství organismů jako třeba Amazonie. Na rozdíl od těchto míst je ale téměř nedotčený člověkem, lidská aktivita sem doposud pronikla jen minimálně.

Bakterie Candidatus Desulforudis audaxviator (fialová) přichycená na koulích z uhlíku
Zdroj: Greg Wanger (California Institute of Technology, USA) a Gordon Southam (The University of Queensland)

„Jako bychom našli úplně nový rezervoár života na Zemi,“ popsala objev Karen Lloydová, která se na projektu podílela. „Objevujeme tam pořád úplně nové typy života,“ dodala.

Vědecký tým, který podzemní svět zkoumá, se skládá z dvanácti set expertů z 52 zemí. Tvoří ho odborníci na nejrůznější vědecké oblasti – od geologie a mikrobiologie až po chemii a fyziku. Výzkum trval deset let a jeho výsledky vědci oficiálně představují na setkání Americké unie pro geofyziku, které se koná v druhém prosincovém týdnu.

Co žije pět kilometrů pod zemí

Vědci odebrali vzorky z pět kilometrů hlubokých vrtů, aby pomocí nich vytvořili model podzemního světa a také odhadli, kolik živé uhlíkové hmoty obsahuje. Výsledky podle deníku Guardian, který se už k výsledkům studie dostal, říkají, že rozměry tohoto podzemního ekosystému lidstvo zatím výrazně podceňovalo.

Pod povrchem se nachází asi 70 procent všech bakterií a takzvaných archea – jednobuněčných organismů, jimž se dříve říkalo archeobakterie. Jde například o archea Altiarchaeales, které žijí v sirných pramenech, nebo „Strain 121“, archea žijící v hydrotermálních průduších na dně oceánů – ve vodě horké až 121 stupňů Celsia.

Archea Altiarchaeales žijící v sirných pramenech v Německu
Zdroj: Christine Moissl-Eichinger, Medical University of Graz

Vědci našli organismy žijící 2,5 kilometru pod povrchem, které možná vznikly, aniž by kdy byly vystavené slunečnímu světlu. K opravě svých těl využívají metanu, který si samy vyrábějí.

Pro autory bylo také překvapením, že některé z těchto organismů mohou žít možná celá tisíciletí. Sice jsou ve stázi, ale přitom jsou metabolicky aktivní a spotřebovávají méně energie, než biologové věřili, že je vůbec možné.

Také podle Ricka Colwella, experta na mikrobiální ekologie, jsou časové rozměry podzemního života zcela odlišné od toho, jak rychle se všechno děje na povrchu. Výše popsané mikroorganismy se totiž během staletí a tisíciletí svého života vůbec nepohybují, výjimkou jsou přesuny s nesmírně pomalu se pohybujícími tektonickými deskami, případně při zemětřeseních či sopečných erupcích.

„My lidé jsme založení na velice rychlých procesech – náš hlavní cyklus funguje na střídání dne a noci. Ale tyto organismy jsou součástí nesmírně pomalých cyklů v geologických rozměrech,“ prohlásil Colwell v rozhovoru pro Guardian.

Autoři výzkumu přitom uvádí, že jejich odhady rozměrů podzemního ekosystému jsou spíše opatrné, ve skutečnosti mohou být ještě větší.

Za poznání vděčíme technice

Podle autorů práce mohl tento unikátní výzkum proběhnout díky dvěma velkým přelomům v technologiích. Jedním z nich jsou vrty, které umí proniknout dostatečně hluboko do země, tím druhým pak lepší mikroskopy, které velmi rychle a spolehlivě najdou a rozpoznají život. Překvapující bylo, že vědci nebyli schopní najít dolní hranici, za níž už nic živého není schopné existence.

Naopak čím hlouběji vrtali, tím více života nacházeli. Narazili ale na teplotní hranici: pokud teplota překonala 122 stupňů Celsia, nic živého tam nebylo. Věří ale, že pokud proniknou do větších hloubek a budou vybaveni ještě kvalitnějšími přístroji, pak by možná mohli najít tvory, kteří tuto hranici jsou schopní překonat.

Odběr vzorků ve zlatém dole Beatrix 1,3 kilometru pod povrchem
Zdroj: Gaetan Borgoni a Barbara Sherwood Lollar, University of Toronto

Zatím je kolem podzemního světa ale víc nejasností; experti neznají ani odpovědi na základní otázky. Tou klíčovou je, zda se kolonie těchto mikroorganismů vyvíjí směrem nahoru, nebo dolů, dále jak jsou zapojené do chemických procesů, které v těchto oblastech probíhají, nebo jaký vztah měla evoluce těchto podzemních světů s evolucí života na povrchu.