Novákoviny

Na první pohled to vypadá jako výmysl scénáře nějakého sci-fi filmu: v nejhlubší propasti oceánu žije tajemné stvoření, které v sobě hromadí uran i jiné těžké kovy a nepodobá se žádnému jinému tvorovi této planety. A přesto jde o holou skutečnost. Na dně Marianského příkopu v desetikilometrové hloubce existují organismy, které by mohly být ukázkou toho, jak vypadá život v oceánech měsíců Jupitera nebo Saturnu.

 

Badatelé ze Scrippsova oceánografického institutu v kalifornské La Jolla letos podnikli výzkumnou expedici do samého suterénu naší planety: pomocí speciální techniky umístili kamery na dno hlubiny Sirene v Marianském příkopu Tichého oceánu. A zde, deset kilometrů pod hladinou, v drtivém tlaku a naprosté tmě objevili stvoření, které naplňuje všechny představy o životě na jiných planetách: amébu tvořenou jedinou buňkou, která ovšem nemá mikroskopické rozměry, jak se na správnou buňku sluší a patří, ale dosahuje průměru deseti centimetrů. A ještě ke všemu ve své protoplasmě shromažďuje uran, měď a olovo z okolního prostředí.

"Výzkum naznačuje, že tyto organismy možná sehrály nějakou úlohu při přechodu od jednobuněčných do mnohobuněčných forem života, " říká mikrobiolog Doug Bartlett ze Scrippsova institutu. "Možnost studovat tyto gigantické buňky na nejhlubším místě světového oceánu otvírá před biologií nové nečekané perspektivy. Mění i naše představy o tom, jak se život dokáže přizpůsobit extrémním podmínkám."

 

Návnady v hlubinách

Marianský příkop je nejhlubším místem naší planety, proto je někdy také označován, jako podmořský Everest. Ve skutečnosti je to pro něj ale tak trochu urážka - zatímco nejvyšší hora se nad hladinu moře tyčí jen 8848 metrů, dno hlubiny Challenger v Marianském příkopu má více než deset kilometrů (dnes nejčastěji udávaná hloubka je 10 911 metrů).

 

obr: Hloubka Marianského příkopu o několik kilometrů převyšuje nadmořskou výšku Mt. Everestu. Podmínky na jeho dně jsou v mnoha ohledech ještě nepříznivější, než na povrchu Marsu: věčná tma a drtivý tlak. 

 

 

Podmínky, které tu vládnou, jsou pro život v mnoha ohledech ještě nepříznivější než na povrchu Marsu. Teplota sice je pár stupňů nad bodem mrazu, ale nedostane se sem jediný paprsek světla a vládne tu tlak tisíckrát větší než na hladině moře. Z běžné ponorky by se tu rychle stala jen hromada slisovaného šrotu. Lidé sem sestoupili jen jednou: roku 1960 se na dno Marianského příkopu ponořil batyskaf Trieste řízený švýcarským vědcem Jacquesem Piccardem a americkým námořním důstojníkem Donem Walshem. Seděli v ocelové kouli o průměru něco málo přes dva metry, jejíž stěny byly silné téměř 13 centimetrů. Aby se jejich těsné vězení zase mohlo vrátit zpět na hladinu, bylo zavěšeno na plováku naplněném lehkým nestlačitelným benzínem. Od té doby už se dostalo na nejhlubší místo oceánu jen pár dálkově ovládaných robotů.

 

obr: Na dno Marianského příkopu se lidé dostali jen jednou - roku 1960 sem sestoupil batyskaf Trieste. Od té doby se tu používají pouze roboti nebo dálkově ovládaná zařízení. Vědci ze Scprippsova institutu do desetikilometrové hloubky letos spouštěli kamery ve speciálních pouzdrech.

 

Vědci ze Scrippsova institutu letos v létě použili pro studium života v této nehostinné pustině speciální zařízení nazvané Dropcam. Pro National Geographic Society ho vyvinuli Eric Berkenpas a Graham Wilhelm, kteří se letošní expedice také osobně zúčastnili.

"Dropcam je univerzálně použitelná dálkově ovládaná HD kamera umístěná společně s osvětlovacím zařízením v průhledné kouli ze speciálního vysoce odolného skla," vysvětluje Eric Berkenpas. "Zařízení je také opatřené návnadami a pastmi pro přilákání hlubinných tvorů."

Jedním z těchto tvorů - a současně největším překvapením letošní expedice - byla obří buňka podobná zvětšené měňavce, kterou možná mnozí pamatují z hodin přírodopisu. Biologové těmto organismům říkají Xenophyophores. České jméno zatím nemají.

 

Svědkové klíčového okamžiku evoluce

Xenophyophores sice biologové znají už od roku 1889, dlouho však panovalo přesvědčení, že to jsou obyčejné mořské houby - nejprimitivnější mnohobuněční živočichové. Podobají se jim jak tvarem, tak přisedlým způsobem života. Xenophyophores většinou obývají bahnité dno velkých hloubek, kde někdy vytvářejí početné kolonie. Před expedicí do Marianského příkopu se věřilo, že nemohou žít hlouběji než v 7 kilometrech.

 

obr: Xenophyophores. To, co vypadá jako obyčejná vodní houba je ve skutečnosti jediná buňka rekordních rozměrů.

 

Dnes je známo asi 20 druhů a dlouho to vypadalo, že na nich není nic ke zkoumání, tím spíš, že pro biology je mořské dno v několikakilometrových hloubkách obtížně dostupné. Největší druh Syringammina fragilissima žijící u pobřeží Skotska dorůstá až 20 centimetrů, což by u mořské houby nebylo vůbec nic divného - kdyby to ovšem byla mořská houba...

Senzační překvapení přišlo roku 2003, kdy skupina vědců vedená Janem Pawlowskim ze Ženevské university provedla důkladnou buněčnou a genetickou analýzu těchto tvorů. Ukázalo se, že nejde o mnohobuněčné vodní houby, ale o jednobuněčné prvoky patřící do skupiny Foraminifera (dírkonošci). Jde tedy o největší známou živočišnou buňku - přibližně stokrát větší než jsou dosavadní rekordmané mezi prvoky.

Xenophyophores překonávají i největší jednobuněčné rostliny. V rostlinné říši je rekordmanem tropická a subtropická mořská řasa Valonia ventricosa vzácně dorůstající průměru přes 5 centimetrů.

 

obr: Xenophyophores v umělé ruce podmořského robota. Vědci hledají způsoby, jak výzkum těchto organismů přizpůsobených vyskému tlaku přenést do laboratoří

 

Na rozdíl od většiny prvoků ale buňka Xenophyophores často mívá velké množství buněčných jader. Někdy také zůstává víc buněk v jedné schránce, kterou si kolem sebe vytvářejí. Proto se vědci domnívají, že tyto organismy mohou být korunním svědkem rozhodující evoluční přeměny jednobuněčných tvorů na mnohobuněčné v dávné minulosti.

Ostatní dnes žijící příslušníci skupiny Foraminifera jsou ovšem mnohem menší. Obvykle vytvářejí členité schránky z uhličitanu vápenatého, které často mají velmi ozdobné tvary - pod mikroskopem vyhlížejí jako jemná krajka. Díky existenci schránek se zachovaly fosilie dírkonošců z minulých geologických období. Dokazují, že už dřív tito tvorové představovali obry říše jednobuněčných organismů. Například takzvaní nummulité (penízkovci) měli schránky o průměru až 10 centimetrů. Vyhynuli ve třetihorách. Dírkonošci patří do pestrého společenství organismů vytvářejícím vápnité schránky, kterým vděčíme za to, že se oxid uhličitý z atmosféry přeměnil ve vápenec - a že tedy naše planeta dnes nevypadá jako Venuše nebo Mars.

 

Vzor pro mimozemšťana

Badatele na Xenophyophores zaujalo i to, že ve svých buňkách z neznámých důvodů shromažďují uran a těžké kovy, aniž by jim to nějak ublížilo. Mohlo by to být velmi zajímavé z praktického hlediska, protože by šlo pomocí stejného mechanismu odstraňovat tyto škodlivé prvky z životního prostředí nebo je naopak efektivně těžit z hornin, kde jsou jen v nízké koncentraci.

 

obr: Kevin Hardy a Josh Manger ze Scrippsova oceánografického institutu připravují ke spuštění systém Dropcam umožňující sledovat tvory v největších hloubkách oceánu.

Foto: Scripps Institution of Oceanography

 

Problém spočívá v tom, že Xenophyophores zatím nešlo zkoumat v laboratořích, protože jsou tak přizpůsobení velkému tlaku vody v hlubinách, že jakýkoliv pokus o jejich přenesení jinam končil zničením. Lidé ze Scrippsova institutu ale věří, že se to dá změnit.

"Naše výsledky se zařízením Dropcam naznačují, že existují možnosti, jak tyto tvory zachytit v jejich přirozeném prostředí a pomocí speciálních nádob přenést do vysokotlakých akvárií, " tvrdí profesor John Isaacs ze Scripsova institutu. "To by otevřelo možnosti jejich dalšího podrobného zkoumání."

Xenophyophores by také mohly nabídnout představu, co vlastně hledat při pátrání po životě na jiných kosmických tělesech. Data z meziplanetárních sond naznačují, že velké měsíce Jupitera a Saturnu mají hluboko pod ledovou kůrou oceán slané vody - a podmínky v něm jsou možná podobné těm, jaké vládnou na dně Marianského příkopu. Čím dál víc vědců připouští, že pozemský život vznikl v okolí horkých pramenů na dně mořských proláklin, kde i dnes existují společenství živočichů, kteří se zcela obejdou bez slunečního světla. Tím, čím jsou pro povrchové ekosystémy zelené rostliny, tím jsou pro ně bakterie metabolizující sirné sloučeniny a další látky vyvrhované horkými prameny. Na těchto bakteriích je pak založen celý potravinový řetězec společenství, které není o nich chudší než třeba korálový útes nebo tropický prales. Něco takového by mohlo být i na Jupiterových měsících Europa, Ganymed a Callisto a na Saturnově Titanu či Enceladu. Nyní si lze představit i tvory na vrcholu potravního řetězce těchto kosmických ekosystémů - třeba v podobě gigantických buněk na způsob Xenophyophores.

Objev obrovských jednobuněčných "uranomilných" organismů na dně Marianského příkopu naznačuje, že živá příroda je mnohem vynalézavější a přizpůsobivější, než vědci donedávna předpokládali - a mnozí z nich stále ještě předpokládají.

Jan A. Novák

Psáno pro Hospodářské noviny - Víkend

 

 

obr: Kontrola hlubinné kamery Dropcam před sestupem na dno Marianského příkopu. Na snímku Erik Berkenpas a Graham Wilhelm z National Geographic Society.

Foto: Shelbi Randenburg

You have no rights to post comments