Niebezpieczne zarazki z błota

Wulkany błotne to unikalne struktury geologiczne, które powstają w wyniku naprężeń tektonicznych. Są zasilane przez płyny znajdujące się głęboko pod powierzchnią Ziemi. (© TU Berlin/ZAA/Dirk Schulze-Makuch)

Wulkany błotne to unikalne struktury geologiczne, które powstają w wyniku napięć tektonicznych. Są one zasilane przez płyny znajdujące się głęboko pod powierzchnią Ziemi. (© TU Berlin/ZAA/Dirk Schulze-Makuch)

Gdy grupa badawcza wokół astrobiologa i geologa z TU, prof. dr. Dirka Schulze-Makucha, badająca chemiczno-mikrobiologicznie niektóre błotne wulkany na karaibskiej wyspie Trynidad w poszukiwaniu organizmów żywych w szczególnie nieprzyjaznych środowiskach, doświadczyła niespodzianki. Naukowcy znaleźli różne niebezpieczne, chorobotwórcze szczepy bakterii, w tym takie, które są znane jako wielooporne szczepy szpitalne i które bardzo prawdopodobnie nie pochodzą z głębi błotnego wulkanu, lecz są tam wprowadzone przez powierzchniową i deszczową wodę. Naukowcy skupili się na tym nowym celu badawczym i opublikowali wyniki w czasopiśmie specjalistycznym Elsevier „Science of the Total Environment”.

Błotne wulkany są unikalnymi strukturami geologicznymi powstającymi pod wpływem ciśnienia tektonicznego. Są zasilane z głęboko pod powierzchnią Ziemi znajdujących się cieczy i występują głównie w strefach, gdzie skorupa ziemska jest bardzo aktywna tektonicznie. Taką strefą jest na przykład obszar wokół uskoku Los Bajos na wyspie Trynidad, największej wyspie Małych Antyli w Karaibach. Tam grupa badawcza pobrała próbki stałe i płynne z trzech z tych błotnych wulkanów, aby przeprowadzić charakterystykę chemiczną i mikrobiologiczną oraz ustalić, czy skład błota na północ i południe od linii uskoku się różni. „Nasze badanie potwierdziło początkowe założenia, że co najmniej niektóre z cieczy z błotnych wulkanów są mieszanką głębszej, słonowodnej wody i powierzchniowej lub opadowej wody”, wyjaśnia prof. Dirk Schulze-Makuch z Centrum Astronomii i Astrofizyki na TU, który jest także adiunktem na Uniwersytecie Stanowym Arizony oraz Uniwersytecie Stanowym Waszyngtonu, a także prezesem Niemieckiego Towarzystwa Astrobiologicznego e. V. i od kilku lat zajmuje się badaniem zdatności do zamieszkania potencjalnych środowisk życia w nieprzyjaznych warunkach, na przykład na Marsie.

Bakterie jako mistrzowie przetrwania – i niebezpieczny znalezisko

„W naszych analizach mikrobiologicznych mogliśmy zbadać różne tlenowe i beztlenowe osiedlenia, czyli bakterie żyjące z tlenem i bez niego. Niektóre z nich mogą redukować siarczan, inne produkują metan, czyli prowadzą do takiego metabolizmu, jeszcze inne wiążą dwutlenek węgla lub azotany, z których czerpią energię. Kilka zidentyfikowanych gatunków było halofilami, czyli lubiącymi sól, i prawdopodobnie pochodziły z głębszych, słonowodnych warstw podziemnych”, kontynuuje Schulze-Makuch. Jednak to, co zaskoczyło naukowców, to odnalezienie różnych wysoce patogennych, chorobotwórczych gatunków bakterii. „Te bakterie zwykle zamieszkują układ trawienny ludzi i ssaków, a niektóre są nawet przyczyną infekcji dróg moczowych”, wyjaśnia Schulze-Makuch.

Wśród patogennych bakterii znaleziono także te z rodziny Enterobacteriaceae, które są szczególnie znane jako szkodliwe dla roślin. Ponadto zidentyfikowano Enterobacter cloacae, które w ostatnich latach szczególnie często wykrywano w szpitalach, między innymi na oddziałach noworodków. Te bakterie są szczególnie znane jako wielooporne i odpowiedzialne za kilka epidemii infekcji. Kolejnym patogenem był Klebsiella variicola. Ta bakteria jest powiązana z chorobami roślin, które występowały na plantacjach bananów i trzciny cukrowej. Została również wyizolowana z krów cierpiących na zapalenie wymienia lub sepsę.

Zanieczyszczona woda może szkodzić ludziom, zwierzętom i roślinom

Ogólnie rzecz biorąc, naukowcy uważają, że zainfekowana woda nie pochodzi z głębi, z których zasilają błotne wulkany. Jest to najprawdopodobniej woda z powierzchni, która została tam wprowadzona. Ponieważ w Trynidadzie woda w błotnych wulkanach pochodzi głównie z głębokich podziemnych zbiorników wodnych, mieszanych z wodami z powierzchniowych akwenów, przypuszcza się, że woda z powierzchni pochodzi przynajmniej z jednego pobliskiego rzeki, która od czasu do czasu zalewa region. Próbki kontrolne z innych obszarów, gdzie występują błotne wulkany, były negatywne.

„Nasze wyniki biochemiczne i mikrobiologiczne nie wskazują koniecznie na antropogeniczne, czyli sztucznie wywołane zanieczyszczenie. Jest to jednak bardzo prawdopodobne przynajmniej dla niektórych lokalizacji”, podkreśla Schulze-Makuch, dodając: „W każdym razie, obserwowana patogenna obecność w próbkach błotnych stanowi poważne zagrożenie zdrowia dla ludzi i zwierząt, szczególnie jeśli zanieczyszczona woda pochodzi z powodzi. Należy to dalej badać.”

Oryginalna publikacja dostępna pod adresem:

Dirk Schulze-Makuch, Shirin Haque, Denise Beckles, Philippe Schmitt-Kopplin, Mourad Harir, Beate Schneider, Christine Stumpp i Dirk Wagner
Charakterystyka chemiczno-mikrobiologiczna wybranych błotnych wulkanów na Trynidadzie ujawnia patogeny wprowadzane przez wodę powierzchniową i deszczową

Więcej informacji chętnie udzieli:

Prof. dr hab. Dirk Schulze-Makuch
Technische Universität Berlin
Centrum Astronomii i Astrofizyki TU Berlin
Ziemskie środowiska zamieszkiwalne i astrobiologia
Tel.: 030 314-23736
E-mail: schulze-makuch@tu-berlin.de