https://frosthead.com

De ti øverste steder, hvor livet ikke burde eksistere… Men gør det

10. Yellowstone's Hot Springs

Hvis du ville dræbe noget, eller måske bare bortskaffe en krop, kunne du ikke gøre meget bedre end forholdene i Yellowstones varme kilder. Fjedrene er nær kogepunktet for vand og sure nok til at opløse negle. Men nogle mikrober trives der, og de pigmenter, de producerer, giver fjedrene levende, anden verdensfarver.

De varmeelskende bakterier Thermus aquaticus er den mest berømte Yellowstone-mikrob; det fremstiller et enzym, som forskere bruger i genetiklaboratorier til at fremstille kopier af DNA. Andre Yellowstone-mikrober spiser brint, og for nogle få år siden opdagede forskere der en helt ny filyl med fotosyntetiserende bakterier.

Fordi der er så mange varme kilder og mudderpotter og gejsere i Yellowstone, med en række forskellige temperaturer og kemiske sammensætninger, er parken vært for den største kendte mangfoldighed i archaea. Enkle, encellede organismer uden kerner, archaea er en gren af ​​livet, der kun er kendt siden 1970'erne.

Mange archaea trives ved varme temperaturer (de findes også i vulkaner). Og inde i nogle Yellowstone archaea - bare for at færdiggøre det mikrobielle økosystem - findes varmekærlige vira.

9. I organer under frysepunktet for vand

Nogle dyr overlever ikke kun i miljøer under frysning, men i kroppe under frysning. Edderkopper og insekter producerer frostvæske, der forhindrer dem i at fryse fast. Larverne fra visse arktiske fluer kan overleve ved at blive kølet til ca. -76 Fahrenheit.

Mange frøer, frugter og skildpadder fryser - mere end 50 procent af vandet i deres kroppe kan være is. Tricket er, at de omhyggeligt kontrollerer, hvor isen dannes. Når dyret afkøles, presser dets celler og organer vand ud og krymper. Kun vand uden for dyrets celler fryser; krystallerne kan vokse ind mellem muskelfibre eller omkring organer.

Den koldeste vedvarende kropstemperatur i et pattedyr er ca. 27 grader Fahrenheit, målt i arktiske jordekorn. Deres strategi kaldes ”superafkøling” - selvom væsken i deres kroppe er under frysepunktet, eliminerer dyrene ethvert materiale, som iskrystaller kunne danne sig.

8. Helt alene

De fleste økosystemer er komplicerede. Et medlem af en given art skal finde andre arter at spise og undgå de arter, der ønsker at spise den. Hvis det er en parasit, har den brug for en vært; hvis det er en plante, kan det være nødvendigt med bakterier for at hjælpe den med at behandle nitrogen eller bier til at bestøve dens blomster.

Ikke så i bunden af ​​en næsten to mil dyb sydafrikansk guldgruve. Der er Candidatus Desulforudis audaxviator alt, hvad der er. Denne bakterieart, en af ​​de dybeste nogensinde fundet, lever på ca. 140 grader Fahrenheit, fikserer sit eget nitrogen og spiser sulfat - alt sammen i fuldstændig isolering.

7. Galapagosøerne

Jo, de er berømte for at inspirere Darwins teori om evolution ved naturlig udvælgelse. Men grunden til, at det er let (ja, i eftertid) at observere evolution på disse øer, er, at de næsten udelukkende er uundværlige for livet. De opstod midt i Stillehavet som toppe af stadig aktive vulkaner. De blev varmesteriliseret og 600 miles fra land.

Alt, der bor der, fløj nu ind i vinden (de fleste planter der har luftbårne frø), red en freak strøm (inklusive Galapagos-pingviner, den eneste art i sin art, der lever ved ækvator) eller flød på en flåde af vegetation (som de gigantiske skildpadder). (Det vil sige bortset fra de arter, mennesker har introduceret for nylig.) Kolonisering skete sjældent, og de fleste arter forblev der, hvor de landede, så relativt enkle økosystemer voksede op, med nok forskelle mellem øerne til at gøre dem til et udstillingsvindue for evolutionære principper.

6. Syre mine dræning (og løber-up)

Californiens Iron Mountain blev udvindet fra 1800-tallet for guld, sølv, kobber og andre mineraler. Mineralerne stammede fra rødderne af en vulkan og blev deponeret med en masse sulfid - en forbindelse, der forvandles til svovlsyre i nærværelse af vand. Gruvearbejdet udsatte sulfiderne og gjorde til sidst udsparingerne så sure som batterisyre og fulde af tungmetaller såsom arsen.

Men masser af mikrober lever i minen. De flyder på en sø med sø i en lyserød glat kaldet en biofilm, der er lavet af visse bakterier i det mikrobielle samfund. Nogle af archaeaen i minen spiser jern og gør de allerede sure forhold endnu syrligere ved aktivt at omdanne sulfid til svovlsyre. Syren spiser pyrit (narres guld) og andre mineraler i hulen og tilsætter flere metaller i den giftige suppe.

Denne levestue har knap nok andre hårde forhold for mikrober: ekstrem varme eller kulde, intenst pres og endda stråling fra en atomreaktor. Three Mile Island var ingen Tjernobyl, men en ulykke i 1979 der forårsagede delvis nedbrydning af en reaktor og frigav radioaktiv gas i atmosfæren. Det tog mange år at rydde op i rodet, mest med robotter og fjernbetjente kraner overvåget gennem videokameraer. Meget til oprydningens besætnings overraskelse var kølevandet nær kernen overskyet: mikroorganismer trivedes i det på trods af høje niveauer af radioaktivitet.

Hvad angår tryk er den største, som nogen bakterier nogensinde har modstået, 16.000 gange større end det atmosfæriske tryk, vi oplever på havoverfladen. I eksperimenter ved Carnegie-institutionen i Washington, DC, ”udsatte Robert Hazen og hans kolleger” en stamme af den velkendte tarmbakterie Escherichia coli for det latterlige tryk på 16.000 atmosfærer - en værdi, der blev opnået ved et uheldigt spænding af en diamant-amboltprescelle. ” Ups! Men da de undersøgte bakterierne senere, var nogle få overlevet dette tryk - hvilket er større end ethvert tryk på en potentielt livsbærende dybde (dvs. enhver dybde, der ikke er varmere end den teoretiske varmegrænse for levetid på 302 grader Fahrenheit) på planeten.

Den koldeste vedvarende kropstemperatur i et pattedyr er ca. 27 grader Fahrenheit, målt i arktiske jordekorn. (Darrell Gulin / Corbis) Alt, der bor på Galapagosøerne, fløj nu ind i vinden, red en freak strøm eller flydede på en flåde af vegetation. (Wolfgang Kaehler / Corbis) I Antarktis tilbringer kejserpingviner måneder ved temperaturer så koldt som -40 Fahrenheit. De overlever ved at samle sig sammen, dele varme og minimere overfladearealet på deres kroppe, der er udsat for kulde. (Frans Lanting / Corbis) The Devil's Hole pupfish, en af ​​de første arter beskyttet under lov om truede arter, er et af de sjældneste dyr i verden. Færre end hundrede blev talt i år, og i 2006 var dens befolkning 38. (Kat Wade / San Francisco Chronicle / Corbis) Efter ulykken i 1979 på Three Mile Island blev overraskelsesbesætningen overrasket over at finde mikroorganismer, der trives i det stærkt radioaktive kølevand nær kernen. (Bettmann / Corbis) Yellowstone varme kilder er nær kogepunktet for vand og sure nok til at opløse negle. Men nogle mikrober trives der, og de pigmenter, de producerer, giver fjedrene levende, anden verdensfarver. (Jim Peaco / NPS)

5. Under en revne i Death Valley National Park

Death Valley er det laveste, hotteste og tørreste sted i USA - ikke et fantastisk sted at være en fisk. Men syv arter af hvalper hænger på, de sidste overlevende af søer, der tørrede op for 10.000 år siden. Nu sidder fiskene fast i fjedre, salte myrer og i Devil's Hole, en underjordisk akvifer, der kun kan nås med en smal spaltning i klippen.

The Devil's Hole pupfish, en af ​​de første arter beskyttet under lov om truede arter, er et af de sjældneste dyr i verden. Færre end hundrede blev talt i år, og i 2006 var dens befolkning 38.

4. Deep Sea Vents

Dybhavsåbninger er det prototype underlige sted for livet. Komplekse økosystemer, der først blev opdaget i 1977, trives i fuld mørke, under intenst pres, drevet af svovl. Ventilationsåbningerne findes i skæringspunkterne mellem to oceaniske plader. I modsætning til de fleste jordskælv og vulkanzoner, hvor to plader samles, er åbninger steder, hvor to plader spreder sig fra hinanden. Vand siver ind i den revnede skorpe, opsamler mineraler og varme og spytter ud af ventilationshullerne.

I bunden af ​​fødekæden er mikrober, der henter deres energi fra kemikalier i ventilationshullerne, normalt hydrogensulfid. Hundreder af andre arter er blevet opdaget, som kun lever i disse åbninger, herunder forskellige rørorme, fjerner, muslinger og rejer.

3. I meget, meget gamle aldre

Bakterier under stress danner ofte sporer, små afskallede nuggets, der indeholder bakterie-DNA og nogle cellulære maskiner, men som er sovende. Sporer kan overleve alle slags traumer - varme, kulde, gammastråling, ultraviolet stråling, højt tryk, lavt tryk - i meget lang tid. Hvor længe? Der har godt været nogle spektakulære påstande, hvoraf nogle forskere stadig drøfter.

I 1995 rapporterede forskere, at de havde isoleret sporer fra tarmen fra en bi i 25 millioner til 40 millioner år gamle rav. De sagde, at de havde genoplivet sporerne og dyrket bakterier fra dem.

Et par år senere rapporterede et andet hold, at de genoplivet meget ældre sporer - 250 millioner år gamle - fra saltkrystaller.

Der har været en masse debat om påstandene, især den sidstnævnte, fordi det er så let at få bakterieforurening, selv dybt i jorden.

For nylig har forskere genoplivet bakterier, der har været på is i millioner af år. Bakterien var i ophængt animation i den ældste is på Jorden, i en dal i Antarktis. De en million år gammel genoplivet relativt let, og nogle af de ældste, der var dækket af is for 8 millioner år siden, viste også tegn på liv.

2. De koldeste steder på jorden

Teknisk er der koldere steder på Jorden end Arktis og Antarktis, men du bliver nødt til at gå til et fysiklaboratorium for at finde dem.

Uden for laboratoriet er intet så elendigt for en varmblodet væsen som en polær vinter. I Antarktis tilbringer kejsermingviner måneder ved temperaturer så koldt som -40 Fahrenheit, i mørke uden at spise, mens de ruges i æg. Hvordan klarer de sig? De er definitionen på elendighedselskende selskab: De kæmper sammen, deler varme og minimerer overfladen af ​​deres kroppe, der er udsat for kulde. De falder også deres stofskifte med ca. 25 procent og deres kernetemperatur med et par grader.

I den anden ende af Jorden kræver en sjælden and, der kaldes en spektakulær ærfugl, åbent vand at fodre - hvilket er upraktisk i betragtning af at det meste af Arktis fryser over. Indtil for få år siden vidste forskere ikke, hvor disse ærfugle tilbragte deres vintre. Det viser sig, at de klynger sig sammen i revner mellem plader med havis, dykker efter muslinger og deler deres varme og muligvis opspoler deres lille plet åbent vand nok til at forhindre, at det fryser.

1. I stratosfæren

Ja, stratosfæren - laget af Jordens atmosfære, der starter ca. seks miles over jorden. Massive støvstorme fra Sahara og andre ørkener bevæger millioner af tons jord hvert år, og et chokerende antal og forskellige mikrober følger med på turen. Dale Griffin, fra den amerikanske geologiske undersøgelse, har samlet mikrober i støv i højder på op til 60.000 fod (mere end 11 miles høj).

Hvad sker der? Bakterier, svampe, vira - hundreder af forskellige slags. Foruroligende er mange af de identificerede mikrober kendte humane patogener: Legionella (som forårsager Legionnaire's sygdom), Staphylococcus (som forårsager staph-infektioner) og mange mikrober, der forårsager lungesygdomme, hvis (ahem) indåndes.

"Jeg blev overrasket over antallet af levedygtige mikroorganismer, som vi kunne finde i meget små mængder luft, når ørkenstøv var til stede, " siger Griffin. "Hvis du ser, er de der - også i de mest ekstreme miljøer."

De ti øverste steder, hvor livet ikke burde eksistere… Men gør det