tunnel under jorden

Projekt: Syntrofi och symbios för överlevnad och tillväxt i den djupa terrestra biosfären

Trots total avsaknad av energi från solen så finns det liv långt nere under jordytan i sprickor i berggrunden. Det här projektet undersöker hur mikroorganismer kan existera och överleva i en extremt energifattig miljö.

Projektledare
Mark Dopson
Övriga projektmedlemmar
Stefan Bertilsson, Uppsala University Mats Åström, Linnéuniversitetet
Deltagande organisationer
Linnéuniversitetet och Uppsala universitet
Finansiär
Vetenskapsrådet
Tidsplan
2019-01-01 to 2022-12-31
Ämne
Miljövetenskap (Institutionen för biologi- och miljö, fakulteten för hälso- och vårdvetenskap)

Mer om projektet

Idag vet vi att det finns stora mängder mikroorganismer flera kilometer under jordytan. Trots brist på uppenbara födoämnen och energikällor överlever de och har en aktiv tillväxt. Vi vet också att mikrobiella processer i den djupa biosfären har stor betydelse för jordens närings- och energiflöden. De har även betydelse vid bioremediering av förorenade grundvattenmagasin och vid långtidsförvaring av giftigt avfall där mikrobiell sulfidproduktion kan korrodera de behållare som ska användas vid förvaringen. Trots den djupa biosfärens betydelse så är det ett av de ekosystem som vi har minst kunskaper om och som troligtvis innehåller en enorm, och till stora delar oupptäckt, biologisk mångfald.

Vattenfyllda sprickor i berggrunden utgör en mycket intressant och relevant miljö i den djupa biosfären. Mikroorganismer i dessa spricksystem växer genom att använda sig av vätgas och koldioxid som kommer från naturliga, geologiska processer. På grund av bristen på födoämnen och energikällor är det dessutom troligt att den djupa biosfärens mikrober cirkulerar näringsämnen mellan populationer i syfte att överleva.

I det här projektet kommer mikroorganismers genetiska egenskaper att studeras i de komplexa mikrobiella samhällen som finns i denna miljö. En metod som kommer att användas är ‘meta-omiks’, som innebär storskalig sekvensering av DNA och RNA. Därtill ska stabila isotoper användas för att ta reda på vilka mikroorganismer som bryter ned olika näringsämnen. Till sist, ska elektronmikroskopibilder visa hur mikroorganismernas samhällsstruktur ser ut. Sammanfattningsvis kan man säga att min forskning visar hur mikroberna interagerar med varandra för att få tillräckligt med energi och näringsämnen för att överleva i denna karga miljö.

Några av de mer konkreta frågor som kommer ställas är:

  • Hur skapar nyupptäckta grupper av mikrober energi för att kunna växa i den djupa biosfären?
  • Kan näringsämnen och energikällor omfördelas mellan populationer för att användas så effektivt som möjligt?
  • Hur kan mikroorganismer som saknar vissa metabola processer växa genom att utnyttja andra arters egenskaper i så kallad ’symbios’?

Projektet är en del av forskningen i forskargruppen Systembiologi av mikroorganismer