Življenje se lahko vrne tudi tja, kjer se zdi vse izgubljeno. Toda kako se sploh začne na povsem novem terenu – na kamnini, ki je bila še pred nekaj urami razbeljena lava? Prav to vprašanje je v središču nove raziskave, ki jo je vodila interdisciplinarna ekipa ekologov in planetarnih znanstvenikov z Univerze v Arizoni. Njihova študija ponuja redek in podroben vpogled v proces primarne mikrobne kolonizacije, enega najmanj raziskanih poglavij ekologije.
Raziskovalci so svoje terensko delo opravili na Islandiji, v okolici vulkana Fagradalsfjall, ki je v letih 2021–2023 izbruhnil kar trikrat. Vsak izbruh je s svežimi tokovi lave prekril tundro in celo starejše lavske nanose, s čimer je nastalo okolje brez življenja, vode in organskih hranil.
„Lava, ki prihaja iz zemlje, ima več kot 2000 stopinj Fahrenheita, zato je popolnoma sterilna,“ pojasnjuje Nathan Hadland, prvi avtor študije in doktorski raziskovalec. „To je dobesedno čist list, ki nam ponuja izjemno priložnost za razumevanje, kako mikrobi prvič zavzamejo nov habitat.“
Sledenje prvim prebivalcem lave
Ekipa je zbirala vzorce z izjemno časovno natančnostjo – od lave, ki se je strdila le nekaj ur prej, do deževnice, aerosolov in okoliške prsti. Iz vzorcev so izolirali DNK in z uporabo naprednih statističnih metod ter strojnega učenja ugotavljali, kdo so prvi kolonizatorji in od kod prihajajo.
Čeprav je Islandija razmeroma vlažna, sveža lava skoraj ne zadržuje vode in je hranilno izjemno revna. „To so okolja z eno najnižjih biomas na Zemlji,“ poudarja soavtorica Solange Duhamel. „Primerljiva so z Antarktiko ali puščavo Atacama, a kljub temu jih mikroskopsko življenje presenetljivo hitro naseli.“
Najprej pridejo najtrdovratnejši
Rezultati so, kot navaja univerza pokazali, da se v prvih mesecih po izbruhu na lavi naselijo predvsem izjemno odporni mikrobi, sposobni preživeti z minimalnimi količinami vode in hranil. Po prvi zimi pa se je slika spremenila: biotska raznovrstnost se je zmanjšala, saj so preživeli le tisti organizmi, ki so se lahko prilagodili ekstremnim sezonskim razmeram. V naslednjih letih se je skupnost postopoma stabilizirala.
„Videti tako izrazit in hkrati ponovljiv preobrat po vsaki zimi je bilo presenetljivo,“ pravi Duhamel. „Še posebej zato, ker smo enak vzorec opazili pri treh zaporednih izbruhih.“
Dež kot ključni posrednik življenja
Ena najpomembnejših ugotovitev študije je vloga deževnice. V zgodnji fazi kolonizacije mikrobi večinoma prihajajo iz prsti, ki jo na lavo prinese veter, ter iz aerosolov v zraku. Sčasoma pa deževnica postane glavni vir novih organizmov.
„Po zimskem prelomu vidimo, da večina mikrobov prihaja prav z dežjem,“ pojasnjuje Hadland. „To je presenetljivo, a zelo zgovorno.“ Znanstveniki že dolgo vedo, da deževnica ni sterilna – mikrobi v ozračju sodelujejo celo pri nastanku oblakov – a njihova vloga pri naseljevanju povsem novih površin doslej ni bila tako jasno dokumentirana.
Redek vpogled v primarno sukcesijo
Večina ekoloških raziskav se osredotoča na sekundarno sukcesijo, torej na obnovo življenja po motnji. Ta študija pa prvič ponuja visoko ločljiv pogled na primarno mikrobno sukcesijo – proces, pri katerem življenje šele vstopa v novo nastalo okolje. Ključno je, da so raziskovalci vzorčili lavo takoj po ohladitvi in proces spremljali več let.
„Narava nam je omogočila nekaj, kar je v terenskih raziskavah izjemno redko – trikratno ponovitev istega poskusa,“ poudarja Hadland.
Od islandskih lav do Marsa
Ugotovitve imajo širši pomen, ki sega onkraj Zemlje. Bazaltne površine, kakršne najdemo na Islandiji, so značilne tudi za Mars. Raziskovalci poudarjajo, da bi pretekli vulkanski izbruhi na Rdečem planetu lahko ustvarili prehodna obdobja bivalnosti.
„Razumevanje, kako mikrobi kolonizirajo sveže tokove lave, nam pomaga postavljati prava vprašanja o bivalnosti drugih svetov,“ pravi Duhamel. „To je prvi korak k temu, da vemo, kakšne biološke podpise sploh iskati.“
Študija, objavljena v reviji Communications Biology, tako povezuje ekologijo, vulkanologijo in planetarno znanost ter kaže, da se zgodba življenja pogosto začne prav tam, kjer se zdi najmanj verjetno – na povsem novem kosu strjene lave.
[Foto: Pixabay/WikiImages/fotografija je simbolna]
