Extremen van het leven

Lucas Knitel, 21 september 2017

In de biologie is één expeditie soms genoeg om inzichten totaal te veranderen. De bekendste wetenschappelijke reis is die van Charles Darwin, die met de Beagle in 1835 de Galapagoseilanden bezocht. Maar jaren later, in 1977,  deed de onderzeeboot Alvin bij diezelfde Galapagoseilanden net zulke baanbrekende ontdekkingen. Op een diepte van meer dan 2000 meter onderzochten wetenschappers ‘black smokers’ (‘zwarte rokers’). Dit zijn bronnen waar door onderaardse vulkanen verwarmd water uit de zeebodem spuit.  Bij hun onderzoek vonden ze iets wat niemand ooit had durven dromen: een ongelooflijke hoeveelheid dieren!

Een nieuw idee

Voordat Alvin naar de zeebodem dook, dachten wetenschappers dat leven alleen kon bloeien op plekken waar zonlicht kwam. Door een bijzonder proces, dat we fotosynthese noemen, maken planten van zonlicht namelijk voedingsstoffen. Planten eten dus dankzij de zon. Dieren eten deze planten en ze eten elkaar.  Zonder zonlicht geen planten, zonder planten geen dieren, was de gedachte. Omdat zonlicht in zee maar tot zo’n 200 meter diepte sterk genoeg is voor fotosynthese, dachten wetenschappers dat er maar weinig leven in de diepzee en op de zeebodem kon zijn. De onderzoekers in Alvin zagen echter iets totaal anders! Overal rond de ‘black smokers’ waren dieren! Witte krabben, garnalen, grote schelpen. Maar het meest verbazingwekkend waren reusachtige kokerwormen, die als planten vastzaten aan de bodem. De zeebodem rond de ‘black smokers’ stond er vol mee! Toen Alvin bij het landen een groep kokerwormen platdrukte, steeg een grote wolk van rood bloed langs de ramen op… jakkes.

(c) Naturalis I CC0
Alvin (7,1 meter lang) in 1978

Wereldnieuws

De reis van Alvin werd direct wereldnieuws. Wetenschappers ontdekten hoe het mogelijk was dat al die dieren daar zonder zonlicht leefden. In kokerwormen en schelpdieren zaten bacteriën, die stoffen uit het water konden opnemen en afbreken, en zo voedingsstoffen maakten. We noemen dit nu chemosynthese. De dieren hoeven dus niet te eten om in leven te blijven. De bacteriën in hun lichaam maken de voedingsstoffen die ze nodig hebben! Net zoals dieren op het land afhankelijk zijn van fotosynthese door planten, leven ze op de zeebodem dankzij chemosynthese door bacteriën.

Extremofielen

Voor deze dieren en bacteriën van de diepzeebodem werd al snel een bijzondere naam populair: extremofielen. Dat betekent ‘wezens die houden van uiterste omstandigheden’. Het is een uitstekende naam. Een mens zou het nog geen minuut uithouden bij de extreme hitte rond de ‘black smokers’; het water kan er wel 400 graden Celsius warm zijn! Dat is vier keer zo heet als kokend water. Ook is de druk van het water erboven enorm, en is het water ook vreselijk zuur. Later gingen wetenschappers op zoek naar extremofielen op andere plekken, en ze werden volop gevonden!

Zo werd ontdekt dat een van de grootste heetwaterbronnen ter wereld, de Grote Prismabron in Yellowstone Park in Amerika, zijn bizarre regenboog van kleuren dankt aan extremofielen. Het door een ondergrondse vulkaan verwarmde water dat daar naar boven spuit, is in het midden van de bron blauw omdat er bijna niets in leeft. Maar wat meer naar de rand, bij temperaturen van zo’n 75 graden, vind je banden van bacteriën, die afhankelijk van de stofjes die ze meedragen groen, geel of bruin zijn. En ook in Waiotapu-gebied in Nieuw-Zeeland, waar je het Duivelsbad kunt vinden, bleken extremofielen aanwezig, die in water leven dat door zwavel ongelooflijk zuur is.

Naar de ruimte?

Dankzij al deze aardse extremofielen, zijn biologen zich gaan beseffen dat leven op de meest bijzondere plekken voorkomt. Veel wetenschappers denken nu dat er op barre buitenaardse planeten ook leven gevonden kan worden! Om dat te ontdekken zit er maar een ding op…. We moeten op expeditie in de ruimte!