Mezi záludnými masožravými rostlinami, velkými bílými žraloky zabíjejícími kosatky a další pozoruhodnou flórou a faunou, které nazývají Jižní Afriku domovem, je pozoruhodná skupina „živých skal“. Tato společenství nazývaná mikrobiality jsou podobná korálovým útesům a jsou vytvářena mikroby. Tyto drobné živé organismy absorbují a uvolňují rozpuštěné minerály do pevnějších forem podobných horninám. Mikrobiality jsou také jedny z nejstarších důkazů života na Zemi a lze je nalézt ve vrstvených, soběstačných komunitách nazývaných mikrobiální rohože.
Nový výzkum nedávno zveřejněný v časopise Příroda komunikace také zjišťuje, že tyto živé skály nepřežívají jen podél pobřeží Jižní Afriky. Daří se jim. Nová studie uvádí, jak mikrobiality přijímají uhlík a přeměňují jej na čerstvé vrstvy uhličitanu vápenatého. Tyto struktury pak využívají fotosyntézu (stejným způsobem, jakým rostliny využívají slunce k výrobě potravy) a další chemické procesy k absorbování uhlíku ve dne i v noci stejnou rychlostí jako ostatní mikrobi žijící v jejich mikrobiální komunitě.
Podle autorů studie rychlost, s jakou používají uhlík, ukazuje působivou účinnost těchto mikrobiálních rohoží, odvádějí rozpuštěný uhlík z jejich prostředí a přesouvají jej do stabilního ložiska nerostů.
„Tyto starověké útvary, o kterých učebnice říkají, že jsou téměř vyhynulé, jsou živé a v některých případech se jim daří na místech, kde byste nepředpokládali, že by organismy přežily,“ uvedla v prohlášení Dr. Rachel Sipler, spoluautorka studie a mořská biogeochemička z Bigelow Laboratory for Ocean Sciences v Maine. „Namísto hledání starých, pomalu rostoucích fosilií jsme zjistili, že tyto struktury jsou tvořeny robustními mikrobiálními komunitami schopnými rychle růst v náročných podmínkách.“
Vědci se dlouho snažili pochopit, jak mikrobiální komunity, jako jsou tyto, interagují se svým prostředím. Část problému spočívá v tom, že údaje o těchto interakcích pocházejí z fosilizovaných pozůstatků mikrobialitů, z nichž některé jsou staré miliardy let. Naštěstí jsou živé mikrobiality stále široce rozšířeny ve slaném mořském prostředí po celém světě.
Sipler a tým se také podívali na základní geochemické procesy ve hře. Během několika let provedli několik terénních expedic, zkoumali čtyři mikrobialitové systémy v jihovýchodní Jižní Africe. Zde z pobřežních písečných dun prosakuje tvrdá voda bohatá na vápník.
„Systémy zde rostou v některých z nejdrsnějších a nejproměnlivějších podmínek,“ řekl Sipler. „Jeden den mohou vyschnout a druhý den vyrůst. Mají neuvěřitelnou odolnost, kterou bylo nutné pochopit.“
Zjistili, že tyto systémy rychle ukládají uhličitan vápenatý a odhadují, že struktury mohou růst zhruba o dva palce vertikálně každý rok. Překvapivě také zjistili, že množství uhlíku absorbovaného během dne a noci bylo zhruba stejné. Protože se dlouho předpokládalo, že tyto systémy jsou poháněny samotnou fotosyntézou, tým byl překvapen, když zjistil, že míra příjmu v noci je stejně vysoká jako ve dne. Po několikanásobném opakování svých experimentů tým potvrdil, že mikrobi používají jiné metabolické procesy než fotosyntézu k absorpci veškerého uhlíku v nepřítomnosti slunečního světla. Je to podobné tomu, jak jsou mikrobi žijící v hlubokomořských průduchách schopni přežít v téměř úplné tmě.
Na základě denních rychlostí absorpce uhlíku tým odhaduje, že tyto mikrobiality mohou absorbovat ekvivalent asi 20 až 25 liber (devět až 16 kilogramů) oxidu uhličitého každý rok na metr čtvereční. Bylo by to jako plocha o velikosti tenisového kurtu, která každý rok absorbuje tolik oxidu uhličitého jako tři akry nebo les. Tato rychlost absorpce uhlíku činí z těchto mikrobiálních systémů jeden z nejúčinnějších biologických mechanismů ukládajících uhlík dlouhodobě pozorovaný v přírodě.
„Jsme tak vycvičeni, abychom hledali očekávané. Pokud si nedáme pozor, vycvičíme se, abychom neviděli jedinečné vlastnosti, které vedou ke skutečnému objevu,“ řekl Sipler. „Ale pořád jsme vycházeli ven a neustále se zabývali daty, abychom potvrdili, že nález nebyl artefaktem dat, ale neuvěřitelným objevem.“
Kromě toho jsou pobřežní močály podobné těmto mikrobialitům, protože mohou přijímat uhlík podobnou rychlostí. Nicméně bahenní mikrobi vkládají veškerou tuto energii do organické hmoty, kterou lze snadno rozložit ve srovnání se stabilnějšími minerálními strukturami v mikrobialitech. Vzhledem k těmto rozdílům tým zkoumá, jak environmentální faktory a variace mikrobů mohou ovlivnit osud uhlíku v různých mikrobiálních systémech.
„Kdybychom se jen podívali na metabolismus, měli bychom jednu část příběhu. Kdybychom se jen podívali na míru absorpce uhlíku, měli bychom jiný příběh. Díky kombinaci různých přístupů a silné vědecké zvědavosti jsme byli schopni vytvořit tento kompletní příběh,“ řekl Sipler. „Nikdy nevíte, co najdete, když umístíte lidi z různých prostředí s různými pohledy do nového, zajímavého prostředí.“
Průvodce venkovními dárky 2025 PopSci
Čerpáme z těchto zdrojů: google.com, science.org, newatlas.com, wired.com, pixabay.com
