Desulforudis audaxviator: poustevník mezi bakteriemi

Desulforudis audaxviator je grampozitivní bakterie z kmene Firmicutes, kterou objevil roku 2008 dvacetičlenný tým pracovníků vedený americkým biologem Dylanem Chivianem v dole na zlato Mponeng, poblíž jihoafrického Johannesburgu (viz Vesmír 86, 13, 2007/1). Zatímco ostatní bakterie žijí v druhově bohatých společenstvech, tato asi 4 μm velká tyčinkovitá archebakterie žije v hloubce 2,8 km pod povrchem Země úplně sama, v naprosté izolaci od jiných organismů. Jako poustevník. Představuje tak sama o sobě uzavřený ekosystém. Latinské jméno bakterie odvodili její objevitelé z citátu románu Julese Verna Cesta do středu Země. Její hrdina, profesor Liddenbrock, podstoupil svou dobrodružnou pouť na základě nálezu latinského nápisu: Descende, audax viator, et terrestre centrum attinges (Sestup, smělý cestovateli, a dosáhneš středu Země).

Bakterie D. audaxviator žije nejen bez kontaktu s jinými bakteriemi, ale také bez kyslíku a slunečního světla. Ve všem se musí spoléhat jen sama na sebe. Energii získává z radioaktivního rozpadu uranu obsaženého v okolních horninách a obsahuje geny kódující proteiny, které jí umožňují získávat z okolí uhlík a dusík, nezbytné pro syntézu proteinů. Organické sloučeniny pro stavbu vlastního těla tvoří pouze z vody, amoniaku a uhličitanů, které extrahuje z okolních hornin. V genomu bakterie bylo nalezeno 2157 úseků kódujících nějaký protein. Důležitým proteinem je nitrogenáza, enzym obsahující ionty železa a molybdenu, který redukuje trojnou vazbu molekuly N₂ ve striktně anaerobním prostředí na amoniak. Není bez zajímavosti, že nitrogenáza bakterie D. audaxviator má ve svém proteinovém řetězci zabudovánu nezvyklou aminokyselinu selenocystein, která je podobná cysteinu, ale na rozdíl od něj má místo atomu síry atom selenu (doi: 10.1371/journal.pone.0072751).

Výzkumy posledních let ukazují, že bakterie žijící v extrémních podmínkách nejsou až taková vzácnost. Mezinárodnímu týmu vědců se podařilo 2,5 km pod hladinou oceánu a pod stovkami metrů usazenin najít ekosystém, který se nepodobal ničemu, co bylo dosud známo (doi: 10.1038/ismej.2012.73). Vzorky z oceánské desky u západního pobřeží Spojených států obsahovaly stopy mikroorganismů žijících v absolutní temnotě, v téměř naprosté izolaci od světa nahoře. Oceánská kůra zabírá 60 % zemského povrchu, což z ní dělá největší ekosystém na světě. Na rozdíl od systémů kolem horkých vřídel (tzv. černých kuřáků), které vědci studují už od sedmdesátých let minulého století, je ekosystém oceánské kůry ukryt hluboko pod vrstvami bahna, stovky kilometrů od geologicky aktivních oblastí zemských desek. Dosud nikdo netušil, že i tam dole je život. I když v podobě na hony vzdálené tomu, jaký známe z pevniny. Energie je tam tvořena geochemickými procesy. Vědci se domnívají, že v porézní čedičové oceánské desce se nacházejí malé průchody, kterými protéká voda. Ta zřejmě reaguje se železitými sloučeninami v čediči (např. olivín), čímž se vytváří vodík. Ten používají mikroorganismy jako zdroj energie k přeměně oxidu uhličitého na organické sloučeniny. Tento podivný způsob života naznačuje, jak by mohly vypadat mikroorganismy ve vesmíru, pokud by existoval život i mimo naši planetu.