Het biedt hoop voor de zoektocht naar leven op andere planeten, zoals Mars, of manen, zoals Titan.

Onderzoekers van de universiteit van Washington trokken naar Alaska en bestudeerden daar zogenoemde ‘cryopegs’. Dit zijn sedimentlagen die deel uitmaken van de permafrost, maar door de aanwezigheid van extreem zout water niet bevroren zijn. Met veel moeite daalden de onderzoekers af naar cryopegs – die al tienduizenden jaren van de buitenwereld zijn afgesneden – om er prima gedijende microben aan te treffen.

Microben en virussen
Het is opmerkelijk. Want de omstandigheden in zo’n cryopeg lijken op het eerste gezicht weinig uitnodigend voor microben. “De temperaturen liggen er niet alleen onder het vriespunt, maar de zoutconcentratie ligt ook nog eens heel hoog,” stelt onderzoeker Jody Deming. Je moet dan toch denken aan een zoutpercentage van zo’n 14%. “In ingeblikt voedsel zou zo’n hoog zoutpercentage ervoor zorgen dat de microben niets meer kunnen doen.” Maar de microben in de cryopegs die Deming en collega’s bestudeerden, waren allesbehalve weerloos. In de cryopegs troffen de onderzoekers naast genetisch materiaal van gezonde microben ook virussen aan. “We ontdekken nu pas dat er in deze oude, ondergrondse zoutoplossingen een heel robuuste microbiële samenleving te vinden is die tezamen met haar virussen evolueert,” aldus onderzoeker Zachary Cooper.


Om toegang te kunnen krijgen tot de cryopegs moesten de onderzoekers eerst zo’n 3,5 meter in de grond afdalen en vervolgens eigenhandig een tunnel uitbikken in het permafrost. Vanuit die tunnel bemonsterden de onderzoekers de zilte en niet bevroren sedimentlagen (op deze schematische afbeelding bruin van kleur). Afbeelding: Shelly Carpenter / University of Washington.

Zeewater
In de cryopegs troffen de onderzoekers meerdere soorten bacteriën aan. Het vaakst stuitten ze op bacteriën uit het geslacht Marinobacter. “De naam verraadt al dat deze uit de oceaan komt,” stelt Deming. “Hoewel de bacteriën al heel lang in het donker gevangen zitten in de bevroren permafrost komen ze oorspronkelijk uit een mariene omgeving.” Het is in lijn met wat onderzoekers denken te weten over het ontstaan van deze cryopegs. Aangenomen wordt dat de zilte sedimentlagen een overblijfsel zijn van lagunes die ontstonden tijdens een ijstijd; regen maakte plaats voor sneeuw en de oceaan trok zich terug. Er ontstonden lagunes, waaruit water verdampte, waardoor het resterende water steeds zouter werd. Op een gegeven moment werd dat zeer zoute water bedekt met permafrost. “We bestudeerden heel oud zeewater dat al tot wel 50.000 jaar gevangen zit in het permafrost,” concludeert Cooper.

Hier zie je de tunnel van waaruit de vloeibare laag eronder bemonsterd wordt. Dat bemonsteren gaat via de pijpen die in de grond zijn geslagen. Ook is goed te zien dat op het dak van de tunnel spitse ijskristallen gevormd zijn. Deze ontstaan doordat vocht in de lucht in de tunnel rap bevriest. In de tunnel is het namelijk -6 graden Celsius. De lagen onder de tunnel zijn nog kouder. Afbeelding: Zac Cooper / University of Washington.

Het onderzoek geeft niet alleen meer inzicht in het leven op aarde en de extreme omstandigheden waaronder het kan gedijen en evolueren. De studie heeft ook implicaties voor de zoektocht naar leven op andere hemellichamen. In ons zonnestelsel zijn namelijk verschillende hemellichamen te vinden die oceanen bezitten of hebben bezeten. Zo weten we dat Mars ooit heel waterrijk was en dat Saturnus’ maan Titan zelfs verschillende vormen ijs herbergt. En ook Jupiters maan Europa en Saturnus’ maan Enceladus bezitten een oceaan die schuilgaat onder een dikke ijskap. Door hier op aarde levensvormen te bestuderen die in of onder ijs leven, kunnen onderzoekers zich een beter beeld vormen van het leven dat eventueel op die andere hemellichamen te vinden is en hoe ze die buitenaardse levensvormen het beste kunnen detecteren.