Levde länge under havet

Roy vet inte om dessa encelliga mikrober är lika gamla som deras mat. “Om du bad mig att beräkna åldern på en cell skulle jag kunna göra beräkningen men det skulle inte vara giltigt”, säger han. De kan vara tiotals, eller hundratals, eller tusentals eller till och med miljoner år gamla, säger han.

Dessa organismer behöver syre och näringsämnen för att överleva. Det mesta av deras mat driver ner från ytan, till exempel de döda algerna som så småningom sjunker. Men det finns inte mycket mat på havets botten. Ännu mindre hamnar i smutsskikten under. Roy uppskattar att under 1 000 år har mindre än 0,2 millimeter (0,008 tum) nytt, syrerikt sediment avsatts på havsbotten. Detta djup är ungefär hälften av tjockleken på din pinkie-nagel. Det betyder att om du sänkte ditt eget finger djupt i den där smutsen, kan du röra vid smuts som är nästan en halv miljon år gammal. (Naturligtvis måste du först komma till botten av Stilla havet.)

Roy grävde mycket djupare. Han och hans team studerade organismer som lever i lera så djupa som 30 meter (nästan 100 fot). Eftersom mikroberna kräver syre, mätte forskarna syrehalten i smuts på olika djup. Leran närmast havsbotten hade mest syre; den djupaste leran hade minst.

Hans Roy (överst, i gul hatt) guidar ett långt prov av havsbottensmuts upp på däcket på husbilen Tyra. Taget från Östersjöns botten är en del av leran för 10 000 år sedan och innehåller bakterier som kan vara lika gamla. I en ny studie använde Roy en liknande metod för att lokalisera bakterier på botten av Stilla havet som kan vara miljoner år gamla.

Teamet räknade också bakterier på olika djup. Forskarna hittade mest i leran närmast havsbotten, och färre ju djupare de sonderade. De kopplade sedan ihop prickarna: Färre organismer lever där det finns mindre syre, vilket är vettigt.

Men Roy påpekar att dessa mikrober på de djupaste nivåerna inte ökar i storlek eller i antal. Med så lite tillgänglig mat har de inte råd att äta mer än det absoluta minimum som behövs för att överleva. Det betyder att de inte gör något som mer välbekanta, snabblevande bakterier gör hela tiden: ökar i storlek eller antal.

“De får knappt tillräckligt med mat för att hålla sig vid liv. Om de blir lite mindre skulle vissa behöva dö, säger Roy. “Och om de får precis tillräckligt för att fortsätta leva och inte splittras, och de finns kvar, kanske de aldrig dör.”

De odöda

Dessa små mikroorganismer väcker en stor fråga: Vad innebär det att vara vid liv?

Alla levande varelser behöver energi för att fungera – det är en grundläggande definition av liv. Människor får energi från syre, och det gör också de små organismerna under havsbotten. Men när människor och andra djur använder energi växer deras celler, delar sig och dör. Till exempel byts varje cell i dina ben ungefär vart sjunde år. Din hud byter ut sig själv extra snabbt: Varje vecka växer nya celler och tar över för de som har dött och flagnat av.

De encelliga mikroberna som lever djupt inne i havets sediment lever dock livet i den långsamma banan. Roy säger att de har begravts med samma mat hela livet.

“De har samma matlåda som de hade för 86 miljoner år sedan”, säger han. Med tiden kommer maten att ta slut. Men Roy säger att organismerna knappt konsumerar någonting. Och ju mindre mat det finns i närheten, desto mindre äter organismerna. “Det är som att de delar en tårta och bara fortsätter att dela den på mitten.”

Dessa organismer närmar sig livets gräns, säger Karen Lloyd, biolog vid University of Tennessee i Knoxville. Hon har arbetat med Roy men inte med den här studien. Även om de inte är döda, lever dessa bakterier alltid på gränsen till döden, förklarar hon. I mänskliga termer verkar organismerna bete sig som om de tar en klunk syre bara med några års mellanrum.

“Vi vet inte riktigt just nu hur lite energi som krävs för att driva livet”, säger hon. “Vi vet inte hur små mängder andedräkt en mikrob klarar sig på. Med för lite finns det död, men vi vet inte hur nära du kan krypa dit och fortfarande vara vid liv.”

Forskarna kan faktiskt inte se mikroberna andas, eller röra sig, eller äta, eller göra något av det som levande saker vanligtvis gör. Istället kan forskare berätta att något har ätit näringsämnen i sedimenten. Och eftersom det inte finns några elefanter eller skalbaggar eller andra djur där nere, och det finns gott om mikrober, är det vettigt att anta att det är de mikroberna som smälter, säger Lloyd.

Genom att ta sin tid, säger Roy, lever bakterierna ett längre – och långsammare – liv än alla andra organismer vi är vana vid. Han säger att dessa bakterier visar att liv kan existera på olika tidsskalor. En person lever sällan mer än 100 år, men en av dessa bakterier kan överleva i tusentals – om inte miljoner – år.

Människor och andra organismer på jordens yta mäter sina liv i timmar, dagar och år. “Det är så vi går till jobbet och hur vi lever våra liv”, säger Roy. Men dessa bakterier djupt under havsbotten “bryr sig inte om hur vi lever våra liv”, säger han. De mäter tidens gång med en oerhört längre “måttstock”.

Lloyd säger att eftersom dessa typer av forntida bakterier lever så långsamt, vet forskarna inte hur man studerar dem. Det är svårt att lista ut vad man ska mata mikroberna och hur mycket. Även om forskare kunde hålla bakterierna vid liv i labbet, skulle de behöva övervakas i flera år – eller årtionden, kanske till och med århundraden. Forskare skulle behöva sitta och vänta på att se en mikrob växa i storlek eller dela sig i två. Ingenting mycket skulle troligen någonsin tyckas hända.

Men forskare vill förstå bakterierna, och inte bara för att de är en naturlig nyfikenhet. Forskare som Roy och Lloyd börjar misstänka att det mesta livet på jorden består av långsamt växande, långlivade bakterier på gömda platser. Dessa bakterier hittades under havsbotten, och hav täcker större delen av jordens yta. Baserat på antalet av dessa bakterier som hittats i de nyligen undersökta proverna, kan dessa mikrober vida överstiga intelligent liv, såväl som växter och djur, säger Lloyd.

“De är så bisarra, jag känner att det finns en annan planet på vår planet”, säger Lloyd. “De kan vara den dominerande livsformen på vår planet, och vi kan inte ens säga vad den första av dessa bakterier gör. Frågorna rullas ut snabbare än svaren vid det här laget.”

Den bästa fastigheten

Lloyd säger att nästan överallt där forskare tittar hittar de encelliga bakterier. Forskare har hittat bakterier som lever nära superheta gejsrar på havsbotten som kallas hydrotermiska ventiler och i Antarktis iskalla is. Och medan Roy undersöker livet begravt under havet, studerar Lloyd bakterier som trivs i den tunga smutsen av sötvattensmynningar.

“Om du går till stranden hittar du fler mikrober i en kubikcentimeter sediment än människor på den här planeten”, säger Roy.

Frågorna stannar inte heller vid jordens gränser. Om bakterier lever på tuffa platser här, varför inte under de tuffa förhållandena på andra planeter? Forskare inom ett växande område som kallas astrobiologi studerar livet i alla dess former för att ta reda på vad de ska leta efter i andra världar.

Seth Shostak, en astronom vid SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) Institute i Mountain View, Kalifornien, har varit involverad i astrobiologisk forskning i flera år. Han säger att det är svårt att förstå livets mångfald eftersom jorden kan stödja så många olika typer.

“Jorden är främsta fastigheter, men det mesta i universum lever förmodligen i subprime”, säger han.

Upptäckter som Roys, säger han, är ett “skott i armen för astronomer som letar efter liv på andra platser.” Med andra ord, upptäckten av liv på överraskande platser ger forskare hopp om att hitta det på de mest ovanliga platserna av alla: andra planeter.

Mars är en av de starkare kandidaterna. Tidigare var den röda planeten förmodligen värd för flytande vatten, aktiva vulkaner – och kanske till och med liv. Det kanske det fortfarande gör. Eller så kanske liv finns på en av Jupiters månar, som Europa, som kan gömma stora hav under sin isiga yta. Eller kanske mikrober gömmer sig i de gigantiska sjöarna vid polerna på Titan, Saturnus största måne. Där kan de frossa i grundämnet väte. Vissa forskare misstänker till och med att bakterier kan leva på kometer.