Sådan overlevede mikrober i Jordens iltfattige urtid
Før livet på Jorden blev domineret af planter, dyr og ilt, eksisterede mikrober under helt andre forhold. I Jordens tidlige historie, for over 2 milliarder år siden, var atmosfæren næsten fri for ilt. For de organismer, der levede dengang, var ilt ikke blot uvant – det kunne være direkte giftigt. Alligevel overlevede mikrober, og deres strategier for overlevelse giver i dag indsigt i livets robusthed og tilpasningsevne.
En ny undersøgelse, offentliggjort den 6. oktober 2025, foretaget af forskere ved Earth-Life Science Institute (ELSI) ved Institute of Science Tokyo, forsøger at forstå disse overlevelsesstrategier. Ved at undersøge fem varme kilder i Japan, der efterligner forholdene i Jordens urtid, har forskerne identificeret mikroorganismer, der har tilpasset sig lavt iltniveau og udnyttet jern som energikilde. Disse miljøer antages at ligne de oceaner, hvor de tidligste former for liv opstod.
De varme kilder, beliggende i Tokyo, Akita og Aomori, er usædvanlige, da de indeholder ferrojern (Fe2+) og kun meget lidt ilt. Under sådanne forhold kan moderne fotosyntetiske mikrober som cyanobakterier eksistere, men de er sjældne. I stedet domineres disse miljøer af mikroaerofile jernoxiderende bakterier, der kan udnytte jern som energikilde, samtidig med at de tåler små mængder ilt.
Ved at analysere over 200 komplette mikrobielle genomer fra disse kilder fandt forskerne ud af, at mikrobielle fællesskaber kunne omdanne jern og udnytte fotosyntetisk produceret ilt til at skabe stabile økosystemer. Denne form for biologisk samarbejde tillod anaerobe organismer, som ikke tåler ilt, at eksistere side om side med organismer, der producerede eller udnyttede ilt – uden at de ødelagde hinandens livsgrundlag.
Fatima Li-Hau, der ledte undersøgelsen, udtaler: “Despite differences in geochemistry and microbial composition across sites, our results show that in the presence of ferrous iron and limited oxygen, communities of microaerophilic iron oxidisers, oxygenic phototrophs, and anaerobes consistently coexist and sustain remarkably similar and complete biogeochemical cycles.”
Resultaterne viser, at mikrober var i stand til at udvikle energistrategier, der gjorde dem i stand til at overleve under barske og iltfattige forhold. For eksempel blev der fundet tegn på en svovlcyklus, selvom kilderne kun indeholdt minimale svovlmængder. Dette tyder på en kryptisk svovlomsætning, hvor mikrober genbrugte svovl på måder, der endnu ikke er fuldt afdækkede.
Før fremkomsten af fotosyntese som dominerende energikilde, synes mikroorganismer at have udnyttet jernoxidation og minimale iltkilder som overlevelsesstrategi. Denne tilpasning kan forklares som en form for mikrobiel synergi, hvor én organismes affaldsprodukt blev energikilde for en anden – en strategi der skabte stabile kredsløb længe før højere livsformer opstod.
Studiet antyder desuden, at livets udvikling ikke nødvendigvis fulgte en lineær vej fra anaerobe til aerobe organismer, men snarere at disse levede side om side i dynamiske og gensidigt afhængige netværk. Disse fund har også relevans for søgen efter liv uden for Jorden, hvor lignende ekstreme miljøer kan eksistere.
Forskerne mener, at varme kilder i dag kan fungere som naturlige laboratorier for at studere Jordens tidligste biogeokemiske processer. Ved at forstå, hvordan mikrober overlevede dengang, bliver det muligt at opnå ny indsigt i både livets begyndelse og dets potentielle eksistens i universet.
Læs mere hos ScienceDaily, som har gengivet hele pressemeddelelsen fra Institute of Science Tokyo.
FAQ
Hvordan kunne mikrober overleve uden ilt?
De udnyttede andre energikilder som ferrojern og indgik i samarbejder, hvor nogle producerede små mængder ilt, som andre kunne udnytte i begrænset omfang.
Hvad betyder det, at svovlcyklussen var “kryptisk”?
Det betyder, at mikrober genbrugte svovl internt i økosystemet på en måde, som ikke var direkte synlig i miljøets geokemi.
Kan denne forskning bruges til at finde liv andre steder?
Ja, fordi den viser, at liv kan opstå og trives i miljøer med lavt ilt og alternative energikilder – betingelser der findes på planeter som Mars eller isdækkede måner.
