КАКО ЈЕ ПОЧЕО ЖИВОТ

   Смрзнути континент Антарктика је на другом крају температурне скале скоро једнолико убојит. Копајте у ледену капу миљу, а затим још једну и доћи ћете, што је невероватно, до залиха воде познатих под називом Lake Vostok која је по величини ривал језеру Онтарио. Мада научници још увек нису направили бушотину у самом језеру, узели су неколико узорака смрзнуте воде са дна ледене капе, која садржи доказе егзистенције DNA микроба. Иако лебде близу тачке смрзавања, одсечени од светла и вањске хране, језеро Vostok је препуно микроорганизама. «Нико», чуди се Џон Приск (John Priscu), микробиолог из Државног универзитета Монтане који је проучавао узорке, «не би помислио да доле може бити било каквог живота».

 Изванредни, као што би и њихово откриће могло једном постати, постали су скоро, опште место. Пре само неколико месеци, истраживачи су извукли колоније микроба које успевају на 58C у једном подземном врелом извору Ајдахуа и пронашли друге унутар вулканске стене 365 m испод нивоа мора. Током последњих неколико година, заправо, научници су пронашли живот на свим врстама места за која је у уџбеницима биологије писало да га не би требало бити. Микроорганизни успевају у топлим изворима Националног парка Yellowstone (Жута-стена) у прастарим токовима воде два километра испод тла Јужне Африке. Они живе у комадима стења на дну дубоких рудника. Расту у базенима туршије, пет пута сланијим од океана, у танким џеповима текућина уграђеним у морски лед и на местима са токсичним количинама тешких метала, киселина па и радијације.

   Узете уопште, те креатуре формално познате као «екстремофили», или љубитељи екстремних окружења, су очаравајући куриозитети. Заједно, они су покренули научну револуцију, терајући истраживаче да размитре најосновније биолошке тврдње о постанку живота.

   Екстремофили такође представљају биотехничку бонанцу (богат рудник), избацујући јединствене супстанце које могу бити непроцењиве у свим врстама индустријских и медицинских примена. Ланчана реакција полимера, на пример, појачана DNA метода кориштена приликом чувеног суђења за убиство О. Ј. Симпсона, кориштење ензима које производе екстрамофили Жуте-стене.

   Значај ових микроба иде много даље. Док су неки екстремофили бактерије, други су толико различити од једно ћелијских организама да су научници именовали ново биолошко царство, названо Архаика (од archaic), да би им се прилагодили. Као што име сугерише, архаике би могле бити сличне самим првим организмима који су насељавали Земљу милијардама година пре. Импликација: живот на нашој планети је могао настати, не у топлим базенима плиме као што Дарвин и слични теоретишу, већ у условима сумпорне, пржеће врелине.

   Коначно, има и космичка димензија тих сићушних организама. Тако звани егзобиолози и астробиолози, који спекулишу о животу изван Земље, одавно претпостављају да је течна вода минимум потребан за опстанак. Али ако та вода може имати распон од смрзнуте до куване и ако укопавање у тло није проблем, онда није далеко од памети да постоји живот унутар вечитог леда испод површине Марса, или на леденим капама океана који можда окружује јупитеров месец Европа, или на морима који постоје, можда, на сатурновом месецу Титан. NASA заиста сматра екстремофиле релевантним за сопствено трагање за животом у универзуму, толико да је 1997. основала Астробиолошки институт у истраживачком центру Амес близу Сан Франциска, делом посвећен проучавању ових чудних организама.

   Замисао да би се Америчка свемирска агенција требала усредоточити на екстремне микробе једног је дана муком је срочена крајем 1960, када су истраживачи открили микроб познат као Thermus aquaticus у скоро кључалом извору националног парка Жута-стена. Временом, та бизарна сподоба је постала мало више од биолошког чуда.

   Деценију касније, дубока ронилица, претражујући средње-океански хрбат близу оточја Галапагос, натрапала је на нешто потпуно неочекивано: перјанице токсичне воде које су шикљале из напуклина на морском дну. Гомилајући се око ових страшних оаза били су читави еко-системи сачињени од стотина мање-више непознатих врста, сврстаних од светло црвене цевасте глисте до аветињски белих шкрампа и саса.

   На дну тог ланца исхране били су микроби који, научници су ускоро схватили, су успевали на ничему другом до врелини и отрову. «Они живе», објашњава Џон Барош (John Baross), из Вашингтонске школе океанографије, «оксидирајући сулфиде, метан, гвожђе и друге метале». Након година копања наслага у и око отвора, Барош је открио да су ови микроби адаптирани на разноврсне термалне услове, од собне температуре до оне добро изнад тачке кувања.

   Док је њихова очврслост била велико изненеђење, способност микроба да једу водоник, сумпор, манган и друге хемикалије, процес познат као хематотропија, била је откровење. До тада, за све живе системе се сматрало да су зависни од фотосинтезе, кориштења сунчевог светла као основног извора енергије. (Чак и створења која бораве у пећинама или дубоким водама, које никад не виде сунце, једу органску материју која првенствено потиче од процеса фотосинтезе.) Али ако живот може успевати без, чак, индиректног контакта са сунчевом светлошћу, обим могућих боравишта на планети би се могао знатно повећати.

   И заиста, живот се почео подизати баш свугде где су научници гледали. Гелолози се споре од 1920, заправо, да хемијски састојци нађени у сировој нафти сугеришу на неку врсту живота испод земље. Они нису узимани заозбиљно до 1980. када су научници из министарства енергије САД схватили да постојање микроба испод површине може играти кључну улогу у регулисању чистоће подземне воде. Тако су они почели раскопавати избушене рупе Министарства енергије у Јужној Каролини и држави Вашингтон.

   Сасвим сигурно, пронашли су бубе које живе у дубинама већим од 450 m, одвојени од остатка света, попут њихових рођака из океанских напуклина. Нико незна колико дубоко допире биосфера, али Тулис Онштот (Tullis Onstott), геолог из Принстона је пратио траг више од три километра равно доле: започео је истраживање Јужно Афричког златног рудника 1998. и толико дубоко су он и његове међународне колеге проналазили буба отпорних на топлоту, које једу водоник.

   Многе од њих су бактерије, али неке, управо као што су биолози пронашли код отвора на дну океана и врелих извора, испоставило се у потпуности да су нешто друго. Пажљивим посматрањем њихових гена, Карл Возе (Carl Woese) са Универзитета Илионис, схватио је да док оне деле кључне особине са бактеријама, због одуства издвојеног језгра, њихови гени више личе на оне напредних ћелија. Предложио је, а његове колеге су то прихватиле, да ови необични организми требају добити сопствену класу. Пре тога, бактерије су класификоване као прокариоте, док је све остало, укључујући гљиве, биљке и људе, сматрано енкариотама. Према овоме, Возе је додао археа. «Археа», каже биолог Норман Пејс (Norman Pace) о Возеовој новој класификацији, «обликује наше разумевање порекла живота».

   У основи, Пејс и остали верују да археа може бити најближа ономе почетном облику живота на Земљи. Случај зависи од околности, али присилних. Са једне стране, њихова генетика сугерише да у еволуирали мање од остале две класе од општих предака свог живота на Земљи. Са друге стране, већина (сматра се не све) археае су екстремофили љубитељи врелине и, као што Барош истиче, «рана Земља је била изрешетана системима хрбата и подземних вулканских ерупција» Млада Земља је такође на надморској висини истих збрканих хемикалија и метала на којима екстремофили успевају данас.

   У многим заједницама екстремофила преовлађују бактерије, не археје. Али након седам година посматрања, Франсис Чапел (Francis Chapelle), са геолошког института САД-а у Колумбији, Јужна Каролина, пронашао је један изузетак. Врели извор Лиди (Lidy Hot Springs) у Ајдаховим Планинама даброва, испод неких 180m дубине. Ту је температура била 58C, а више него 90% микроба биле су археа које конзумирају гас водоник и избацују метан. Тај однос, написао је Чапел у часопису Nature, чини ову заједницу «различитом од било које претходне описане на земљи». Ако су Пејс и остали у праву што се тиче педигреа археа, каже Чапел, тада «системи попут топлог извора Лиди постају веома важни за разумевање изгледа раног живота земље».

   Ако ти љубитељи топлоте представљају оригиналне становнике Земље, екстремофили који више воле хладноћу би нам могли показати која врста креатура живи изван Земље, у деловима сунчевог система за које се сматрало да су ненесељиви. Микробиолог и еколог Џоди Деминг (Jody Deming), са Универзитета у Вашингтону каже: «Површине и планете које разматрамо су смрзнуте, тако да морамо сазнати више о смрзнутим окружењима».

   Специјалитет Демингове је морски лед, који можда изгледа чврст, али је заправо испреплетен танким каналима и порама напуњеним веома сланом водом. Микроби који живе у морском леду морају преживети различите темературе од мало испод тачке замрзавања до 35C. Иако је Деминг управо почела разумевати како они то успевају, научила је да је најмање један ген близак бактерији која живи у добоким океанима – сугеришући да су та адаптација на хладноћу и висок притисак некако повезане.

   То је добра вест за научнике који се надају проналажењу живота на Европи, јупитеровом месецу поркивеном ледом, али можда, са океаном испод површине. Према Деминговој, посредна анализа површине Европе сугерише да она садржи со и да је то иста со које има у земаљским океанима; било какви микроби на Европи могли би личити на оне које је она пронашла.

   Они би чак могли бити сличнији онима из језера Lake Vostok, сигуран је Приску из државе Монтана (Priscu), и то не само у оближњим леденим водама већ и на стотинама метара наслага за које се верује да леже на дну. Руски бушиоци и њихови међународни сарадници не намеравају продирати у само језеро док не одреде систем који неће упрљати прастаре воде контаминантима одозго. Али када они то учине, биће у стању да виде шта се догађа у скоро савршено аналогу океана Европе. А технике које развију биће применљиве за коначно откривање живота на том удаљеном месецу. «Понижавајуће је», каже Приску, «пронаћи микробе тамо где никад нисмо ни помислили да их има».