Földünk számos olyan extrém élőhellyel rendelkezik, amelyet szélsőséges környezeti tényezők határoznak meg. Legyen az elsivatagosodó, forró vizes vagy vulkáni terület, mélytengeri árok, vagy befagyott sarkvidéki tó, az életnek nevezett összetett és felfoghatatlan csoda e területeken is felütheti a fejét. Ilyen vidékekkel nem csak bolygónkon, hanem számos más égitesten is találkozhatunk. Emiatt fontos eme területek biológiai jellemzőit is megértenünk, hiszen kiváló analógiáit nyújtanak ahhoz, hogy az élet kialakulásának lehetőségeit felmérjük Naprendszeren kívül és belül egyaránt.
A tikkasztó melegben, fojtogató kénes és klóros kigőzölgések hatására a sziklás tájon neonzöld és sárga foltok sarjadnak, melyek óriási rántottára hasonlítanak. A forráspont-közeli savas víz páratlan ásvány- és kőzetképződmények között bugyog. Találunk köztük fehér, kaptár alakú sóhalmokat, tojássárgájára emlékeztető színű, rácsos szerkezetű kénlerakódásokat, pirosas-lilás törmelékeket. A közelben vasban gazdag, legyezőszerűen szétterjedt, lapos, gomba alakú formákat találunk. A repedésekkel tarkított talaj a buborékozó folyadék hatására tompán sistereg a talpunk alatt, körülöttünk kúpok és kis méretű, kéményszerű képződmények fortyognak.
Noha mindez egy földöntúli jelenetnek hat, ez a táj valójában a nagyon is létező Danakil-mélyföldhöz tartozik, amely Etiópia északkeleti régiójában, Eritrea közelében található. A nagyjából 100 méterrel a tengerszint alatt elhelyezkedő mélyföld egyike a Föld legalacsonyabban fekvő szárazföldi területeinek, emellett napi 34,4°C-os átlaghőmérsékletével bolygónk egyik legforróbb és legszárazabb helye is egyben, az éves csapadékmennyiség ugyanis alig éri el a 100 millimétert.
Ezt a vulkáni területet még a kutatók is valóságos geológiai csodaként emlegetik. Valóban, a legtöbb Danakil-mélyföldhöz kapcsolódó, csekély számú tudományos kutatás annak nagyszerű geológiájával, nem pedig egyéb más, például biológiai vonatkozásával foglalkozik. A kutatók újabban azért vizsgálják ezt a területet – a régió politikai instabilitása, főként az Etiópia és Eritrea között fennálló feszült viszony ellenére –, hogy hatékonyabban kutathassák az élet lehetőségét más égitesteken (holdak, bolygók).
Az Europlanet, azaz a bolygókutatásokat végző kutatóintézeteket és cégeket tömörítő konzorcium szakembereiből álló csoport abból a célból kezdett bele az itteni kutatásba, hogy ezúttal a Mars analógiájaként a további geológiai megfigyelések mellett elsősorban a mélyföld lehetséges biológiai adottságait térképezze fel. Felipe Gómez, a madridi Asztrobiológiai Központ munkatársa vezette az első expedíciót, hogy a Danakil-mélyföldön extremofil, azaz szélsőséges körülményeket elviselő mikroorganizmusok után kutasson.
A madridi kutatóintézet mellett a Bolognai Egyetem, a Nemzetközi Bolygótudományi Kutatóiskola, valamint az etiópiai Mekelle Egyetem kutatóinak közreműködésével azt a célt tűzte ki, hogy elkülönítse és azonosítsa az ebben a rendkívül barátságtalan környezetben esetlegesen megtalálható szívós baktériumokat. A kutatást vezető szakember más országokban is járt már extremofil mikrobák nyomában, többek között a magas savkoncentrációjú, vasban gazdag környezetet rejtő délnyugat-spanyolországi Río Tinto folyónál.
„A cél az, hogy megpróbáljuk megismerni az élet kialakulásának peremfeltételeit, és ennek nyomán megvizsgálni a hasonló életformák lehetőségét más bolygók, például a Mars esetén” – mondta Gómez, aki a már 4 éve szolgálatot teljesítő Curiosity marsjáró tudományos csapatának tagja. A kutató szerint a Danakilról szerzett tudás felhasználható a jövőbeli Mars küldetésekhez. „A bolygónkon élő extremofil mikrobák tanulmányozása hatékony módja annak, hogy felkészítsük magunkat az élet különböző, földön kívüli formáinak azonosításához és biológiai vizsgálatához” – tette hozzá Dr. Gómez. Habár a Marson ma nagyrészt fagypont alatti hőmérséklet uralkodik, nem feledkezhetünk meg vulkanikus eredetéről, és fejlődéstörténete korai szakaszának Földéhez hasonló természetéről.
A Danakil-mélyföld valójában egy az etiópiai Dallol-vulkántól a dzsibuti Assal-tó síkjáig terjedő szakadékvölgy, amely három, lassan szétváló kőzetlemez összefutásánál található. Ahogyan a lemeztektonikai folyamatban a szárazföldi résztvevők széthúzódnak, a terület folyamatosan süllyed (riftesedés).
Több ezer évvel ezelőtt a jelenleginél nagyobb medence a Vörös-tenger részét képezte. A vulkánkitörések nyomán keletkező kőzetakadályok azonban kettéválasztották a vizet, és egy kisebb beltengert hoztak létre, mely a tartós hőség miatt végül szinte teljesen kiszáradt. Hatalmas sómezők és elszórt, kisebb méretű sós tavak maradtak hátra, melyeket ma az itt élő nomád afar törzsek bányásznak, és szállítanak el.
A Dallol térsége, ami afar nyelven annyit tesz, szétesés, az a terület, ahol a színes, földöntúli formavilág kialakult. Itt a felszínközeli magma folyamatosan alulról melegíti a felszín alatti vizet, amely melegvizű forrásokon keresztül sókat és más ásványi összetevőket old fel a környezetében található rétegekből. Az így kialakult oldatból a víz lassanként elpárolog, a hátramaradó és fokozatosan lerakódó rétegeket pedig a különböző ásványok, a vas és a sókedvelő (halofil) algák színezik meg, megalkotva a mesebeli látványt.
Néhány tavacska vízhőmérséklete akár a 90°C-ot is elérheti, melyekben a hő, valamint a magas sav- és kénkoncentráció együttese alakítja ki a sárga „kéményeket”, míg a 40°C-os hőmérsékletet elérő vizet a benne oldott rézsók türkiz színűre festik.
A kutatók a különböző „színekből” vett mintákban remélték fellelni és elkülöníteni a baktériumokat, és azok DNS-ét, majd különféle genetikai eljárásokat alkalmazni az egyes fajok meghatározása céljából. Ezek között például olyan kemolitotróf mikroorganizmusok is előfordulhatnak, melyek szervetlen vegyületekből nyerik az energiát. E mikrobák nem igényelnek napfényt és általában olyan szélsőséges környezetben fordulnak elő, mint a mélytengeri hidrotermális kürtők.
A kemolitotrófok redukált szervetlen összetevőket – úgy mint kén, hidrogén, ammónia – használhatják energiaforrásként és szerves vegyületek, valamint fény hiányában is növekedhetnek. A kutatók úgy gondolják, hogy ilyen anyagcsere csak prokariótákban, azaz sejtmaggal nem rendelkező mikrobákban működhet. A Dallol térségében bőségesen áll rendelkezésre az egyik fő tápanyagként szolgáló kén, ám a mélytengeri hidrotermális kürtőkkel ellentétben a felszínen. Ez tovább erősítette a kutatókban azt a korábbi elképzelést, hogy minden adott lehet az élet eddigi legszélsőségesebb formáinak megtalálásához.
A laboratóriumban azonban hidegzuhanyként érte őket a felismerés a feltételezésük ellenkezőjéről, hiszen a mintákon elvégzett vizsgálatokkal sajnálatos módon nem tudták egyértelműen igazolni az extremofil fajok jelenlétét a forró vizes környezetben. Ismert és elfogadott állítás, hogy az élet kialakulásához elengedhetetlen a víz, ezért az a világegyetem élet-tartalmát vizsgáló, csillagász képességekkel is felruházott biológusok, biokémikusok előszeretettel keresik a víz bármilyen, de lehetőleg folyékony előfordulását más égitesteken. Hiszen ha adott a folyékony víz, abban jó eséllyel szélsőséges körülményeket elviselő, kezdetleges létformák is kialakulhatnak. A legújabb eredmények azonban megmutatták, hogy a folyékony víz jelenléte ellenére bizonyos extrém körülmények elérésekor már nem lehetséges, hogy utat találjon magának az élet.
SZOUCSEK ÁDÁM
A cikk a Természet Világa 2019. decemberi számában (150. évf. 12. sz.) jelent meg.
