Monimuotoista mikrobielämää ankarissa olosuhteissa syvällä Suomen kallioperässä
VTT:n tutkija, maatalous- ja metsätieteiden maisteri Lotta Purkamo on väitöstyössään tutkinut Outokummun kallioperän pohjavesien mikrobiyhteisöjä, joista vanhimmat ovat eläneet eristyksissä yli 50 miljoonaa vuotta. Tutkimus antaa tärkeää tietoa mikrobiyhteisöistä ja niiden ominaisuuksista. Tulosten avulla voidaan arvioida, millaisia vaikutuksia mikrobeilla on teollisissa prosesseissa, jotka hyödyntävät Suomen kallioperää sijoituspaikkana tai raaka-aineiden ja energian lähteenä.
Kallioperässä elävät mikrobit ovat merkittävä osa maapallon kokonaisbiomassasta. Niiden monimuotoisuudesta, aktiivisuudesta ja roolista alkuaineiden biogeokemiallisissa kierroissa tiedetään kuitenkin vielä vähän.
Lotta Purkamo tutki väitöstyössään Outokummun kiteisen kallioperän mikrobiyhteisöjä. Mikrobinäytteitä kerättiin eri syvyyksistä muutaman sadan metrin syvyydestä yli kahteen kilometriin asti.
Suomen vanhin ekosysteemi
Vanhimmat Outokummun kallioperän vedet ovat yli viidenkymmenen miljoonan vuoden ikäisiä. Vedet joutuivat eristyksiin pian sen jälkeen, kun dinosaurukset kuolivat sukupuuttoon. Vesien mukana eristyksiin jäivät myös mikrobit.
Tutkimuksessa havaittiin, että mikrobit muodostavat kallioperässä yllättävän monimuotoisia yhteisöjä, jotka selviävät ravinneköyhässä, suolaisessa ja hapettomassa ympäristössä. Vaikka solumäärät olivat kallioperässä alhaisia, havaittiin sulfaattia pelkistäviä bakteereja sekä metaania tuottavia arkeoneja useissa syvyyksissä. Suurimman osan mikrobiyhteisöistä muodostivat beetaproteobakteerit ja klostridit. Tutkimuksessa selvisi myös, että Burkholderiales- ja Clostridia-bakteeriryhmiin kuuluvat mikrobit ovat koko yhteisön toiminnalle tärkeämpiä kuin muut lajit.
Yhtäläisyyksiä muihin syväbiosfääreihin
Outokummun kallioperän bakteeriyhteisöt ovat samankaltaisia kuin muista Fennoskandian syvistä ympäristöistä havaitut mikrobiyhteisöt. Kallioperän rakovyöhykkeiden avainlajit muistuttavat mikrobeja, joiden tiedetään käyttävän energian- ja hiilenlähteinään ofioliittisten kivien serpentinisaatiossa muodostuvia yhdisteitä. Ofioliittisiä kiviä on myös Outokummussa, joten ne voivat ruokkia paikallisia mikrobiyhteisöjä. Lisäksi sulfaatinpelkistäjät sekä arkeoniyhteisöt muistuttivat Etelä-Afrikan samanikäisen syvän kallioperän mikrobiyhteisöjä.
Maatalous- ja metsätieteiden maisteri Lotta Purkamo esittelee väitöstyönsä ”Microbial ecology and functionality in deep Fennoscandian crystalline bedrock biosphere” 18.12.2015 klo 12 Helsingin yliopistossa (Viikinkaari 5, Biokeskus 2, Auditorio 2041)
Väitöskirja verkossa: http://www.vtt.fi/inf/pdf/science/2015/S116.pdf
Lisätietoja:
Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
Tutkija, maatalous- ja metsätieteiden maisteri Lotta Purkamo
puh. 040 5866476, lotta.purkamo@vtt.fi
KUVA 1 (mikrobit)
Fluoresoivalla väriaineella värjättyjä mikrobeja Outokummun 967 metrin syvyydellä olevasta kallioperän rakovyöhykkeestä.
KUVA 2
Kallioperän vesinäytteiden suodatus kenttäolosuhteissa tapahtuu siirreltävässä anaerobikaapissa, jossa mikrobeja voidaan suojata ilmakehän hapelta.
Lisätietoja VTT:stä:
Olli Ernvall
Viestintäjohtaja
puh. 040 840 0288
olli.ernvall@vtt.fi
www.vtt.fi
Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy on Pohjoismaiden johtava tutkimus- ja teknologiayhtiö. Tuotamme tutkimuksen ja tiedon kautta asiantuntijapalveluja kotimaisille ja kansainvälisille asiakkaillemme ja kumppaneillemme, liike-elämälle ja julkiselle sektorille. Käytämme 4 miljoonaa tuntia vuodessa aivovoimaa teknologisten edistysaskelien kehittämiseen.
Avainsanat:
