'Mislimo da vladamo svetom, ali nije tako': Đavolji crv živi najdublje u Zemljinoj kori

Kada biste mogli da probušite tlo ispod vas i spustite se duboko u Zemljinu koru, vrlo brzo biste se našli u prilično neprijatnom okruženju.

Kako sunčeva svetlost nestaje, a vi se sve više približavate usijanom jezgru planete, temperatura i pritisak neprestano rastu, dok podzemne vode ispunjavaju pukotine i šupljine u stenama.

Na užarenoj dubini od oko 1,3 kilometra lako biste pomislili da tu ništa ne može da opstane.

Ali, ako biste imali sreće, možda biste ih ugledali: milijarde i milijarde bakterija koje ponekad obrazuju jarko narandžaste ili bele naslage.

A kada biste pri ruci imali mikroskop, možda biste primetili i sićušnog crva koji se pomoću usnih nastavaka polako kreće po steni.

To je vrsta Halicephalobus mephisto, poznata kao đavolji crv, koja vreba mikroorganizme.

Iako je sićušan - dugačak je tek koliko širina nekoliko ljudskih vlasi - on je pravi kit u ovom liliputanskom ekosistemu.

Kada ugine u lepljivom biofilmu, skupini mikroorganizama, koji prekriva stene, njegovo telo verovatno razgrađuju bakterije i drugi oblici života, čime se održava ovaj neobični životni ciklus.

Pre 1980-ih, većina biologa je verovala da život ne postoji dublje od tridesetak centimetara ispod Zemljine površine.

Otkriće đavoljeg crva 2011. godine iz temelja je promenilo naše razumevanje života u podzemnom svetu.

„Ako tamo dole može da živi crv, šta nam je još promaklo?", pita geomikrobiološkinja Karen Lojd sa Univerziteta Južne Kalifornije, u Sjedinjenim Američkim Državama (SAD).

Zahvaljujući izuzetnom spletu srećnih okolnosti, naučnici su uspeli da odgoje potomstvo tog đavoljeg crva, a njegove potomke od tada pomno proučavaju kako bi otkrili na koji način ova vrsta opstaje u vreloj i mračnoj unutrašnjosti Zemlje.

Ulazak u duboku biosferu

Gaetan Borgoni, stručnjak za crve i osnivač belgijskog neprofitnog istraživačkog instituta Extreme Life Isyensya, seća se kako su se početkom 2000-ih stariji naučnici podsmevali ideji da u dubinama Zemlje mogu da postoje složeniji organizmi.

Prvi uverljivi dokazi o životu duboko u podzemlju pojavili su se svega nekoliko godina ranije, kao što je bilo otkriće bakterija na dubini od 2,8 kilometara u gasnoj bušotini 1997. godine.

Borgoni je verovao da bi grupa sitnih crva poznatih kao valjkasti crvi, odnosno nematode, mogla da živi duboko ispod površine.

Ta ideja tada nije bila naročito popularna, ali je Borgoni, znajući koliko su te male životinje izdržljive i otporne, smatrao da vredi istražiti.

On je 2008. godine sa drugim stručnjacima za život u ekstremnim uslovima otputovao u rudnik zlata Beatriks u Južnoafričkoj Republici.

Duboko pod zemljom pristupili su otvorima izbušenim u zidovima rudnika, iz kojih se zahvatala voda iz stena čija temperature je oko 37 stepeni Celzijusa.

Tu vodu su propuštali kroz filtere koji su napravljeni da hvataju sitne organizame, priseća se Borgoni.

Posle filtriranja više od 6.000 litara vode, pronašli su sićušnog crva.

U druga dva rudnika u Južnoafričkoj Republici filtrirali su znatno veće količine vode - u jednom od njih više od 12 miliona litara - i pronašli su nekoliko različitih vrsta valjkastih crva, kao i druge beskičmenjake, gljive i nekoliko mikroorganiziama.

Većina pronađenih vrsta poznata je i sa površine Zemlje, ali crv iz rudnika Beatriksa, kojem je tokom filtriranja otkinut rep, predstavljao je potpuno novu vrstu za nauku i dobio je naziv Halicephalobus mephisto.

Za valjkastog crva, gubitak repa praktično znači smrtnu presudu.

Srećom, pronađeni primerak bio je ženka koja se razmnožava partenogenezom, odnosno može da se razmnožava bez parenja sa mužjakom.

Pre nego što je uginula položila je osam održivih jaja.

Neki od potomaka ovog crva danas se nalaze u laboratoriji Džona Brahta, istraživača u oblasti genomike na Američkom univerzitetu u SAD-u.

Tamo se uzgajaju u Petrijevim posudama u sličnim uslovima kao i srodnik đavoljeg crva, Caenorhabditis elegans, jedna od najviše proučavanih vrsta valjkastih crva koja živi na trulom voću.

Ipak, postoje određene razlike.

Đavolji crv ne pliva u vodi, već se čvrsto prijanja uz zidove plastične epruvete, što je sposobnost koja mu verovatno pomaže da se zakači za podzemne stene.

Važno je napomenuti da đavolji crv ne podnosi dobro sobnu temperaturu.

Na oko 20 stepeni Celzijusa njegov rast se usporava, iako reproduktivni ciklus završava za svega osam dana.

Više mu odgovara temperatura od 37 stepeni Celzijusa, a to su uslovi koji bi obično bili smrtonosni za vrstu Caenorhabditis elegans, i u tim uslovima se đavolji crv uspešno razmnožava svaka dva dana.

Prilagođavanja koja omogućavaju opstanak

Proučavanje vrste samo na osnovu potomaka jedne jedinke predstavlja veliki izazov, naročito kada su ti potomci dugo udaljeni od njihovog prirodnog staništa.

Ipak, Braht je pronašao tragove koji objašnjavaju kako ovaj crv uspeva da preživi duboko u podzemlju.

Kada su on i njegove kolege 2019. godine sekvencirali DNK đavoljeg crva, otkrili su neuobičajeno veliki broj gena koji proizvode proteine toplotnog šoka, molekule koji štite druge proteine od oštećenja koja izazivaju ekstremne temperature.

Pet godina kasnije, Brahtov tim je detaljno proučio još jedan molekul - citohrom c oksidazu ili kompleks IV, koji je važan za korišćenje kiseonika i održavanje života.

Braht je sproveo niz eksperimenata i utvrdio da citohrom c oksidaza đavoljeg crva efikasno funkcioniše samo na visokim temperaturama.

Na sobnoj temperaturi ovaj proteinski komplek prestaje da funkcioniše zbog čega se usporava proizvodnja energije, što objašnjava tromost ovih crva u takvim uslovima.

Braht smatra da bi taj mehanizam „isključivanja" mogao da predstavlja strategiju preživljavanja.

„Na taj način obezbeđuju da se više razmnožavaju u povoljnijem okruženju, odnosno na višim temperaturama", kaže on.

Trenutno istražuje i da li je sposobnost đavoljeg crva da se bespolno razmnožava takođe mehanizam koji mu omogućava opstanak.

Pošto se đavolji crvi verovatno retko susreću sa pripadnicima sopstvene vrste u ogromnim prostranstvima podzemnog sveta, ovakav oblik bespolnog razmnožavanja ponekad može da bude i jedini način da dobiju potomstvo.

Braht pretpostavlja da mužjaci đavoljeg crva možda ipak postoje, što bi omogućilo i polno razmnožavanje kada se jedinke sretnu, ali da do sada jednostavno nisu otkriveni.

U svakom slučaju, ovi crvi predstavljaju izvanredan primer prilagodljivosti.

„Gde god postoji izvor hrane, a postoji mogućnost da životinje do njega stignu, nematode će evoluirati tako da zauzmu tu ekološku nišu".

Kako je đavolji crv dospeo tako duboko?

Na koji način su ovi organizmi dospeli u dubine Zemljine kore i dalje je zagonetka.

Istraživanja Borgonija i geobiološkinje Kare Magnabosko iz Federalnog tehnološkog instituta u Cirihu u Švajcarskoj ukazuju na to da se barem pojedine vrste valjkastih crva spuštaju sa površine zajedno sa vodama, pri čemu im u tome možda pomažu podrhtavanja tla izazvana zemljotresima.

S druge strane, mnoge bakterije verovatno nastanjuju duboku podzemnu biosferu mnogo duže.

Studija iz 2021. godine, koju su sproveli geomikrobiološkinja Megi Lau i njene kolege sa Kineskog instituta za nauku i inženjerstvo dubokog mora, pokazala je da je vrusta bakterije Desulforudis audaxviator, koje su pronađene u dubokim slojevima Zemljine kore na tri različita kontinenta, genetski skoro identične, iako nikada nisu otkrivne na površini.

Ona i njene kolege procenjuju da ova bakterija možda nastanjuje Zemljinu koru još od razdvajanja superkontinenta Pangee, koje je počelo pre oko 165 miliona godina, u vreme kada su Zemljom hodali dinosaurusi.

Čak i kada bi asteroid koji je sposoban da uništi život pogodio Zemlju i potpuno sterilisao njenu površinu, život bi mogao ponovo da se razvije zahvaljujući organizmima koji opstaju duboko ispod površine.

„Mislimo da vladamo svetom, ali nije tako", kaže biohemičarka Esta Van Herden, vodeća naučnica za zaštitu životne sredine u kompaniji za bioremedijaciju iWater u Južnoafričkoj Republici.

BBC na srpskom je od sada i na TikToku, pratite nas OVDE.

Pratite nas na Fejsbuku, Tviteru, Instagramu, Jutjubu i Vajberu. Ako imate predlog teme za nas, javite se na bbcnasrpskom@bbc.co.uk