De ontwikkeling van het begrip vulkanologie heeft een grote wending genomen met nieuwe ontdekkingen in IJsland. Traditioneel werd gedacht dat het verschijnen van leven op vulkanische oppervlakken een langdurig proces was, afhankelijk van de opeenhoping van voedingsstoffen in de tijd. Echter, recente observaties tonen aan dat microben onmiddellijk een rol spelen na vulkaanuitbarstingen.
Onderzoek uitgevoerd op de recente lava-uitstortingen van de Fagradalsfjall vulkaan in het Reykjanes schiereiland onthulde fascinerende resultaten. Tussen 2021 en 2023 verzamelde data bevestigt dat microben al enkele uren nadat de lava is afgekoeld en gestold, beginnen te koloniseren. Dit weerlegt de opvatting dat vulkanische rotsen jaren steriel blijven. Ondanks een bijna totale afwezigheid van organisch materiaal en vochtniveaus, vestigen microbengemeenschappen zich snel.
Het onderzoek omvatte monsters van lava, lucht-aerosolen en regenwater. Door het bestuderen van DNA werd een continu biologische activiteit aangetoond, wat aantoont dat microben niet alleen de nieuwe substraten bereiken, maar ook actief blijven vanaf de eerste fasen.
Overleven in het vijandige basalt
Netgevormd basalt behoort tot de meest vijandige omgevingen op aarde. Extreme temperaturen, beperkte porositeit en het gebrek aan voedingsstoffen maken het een uitdaging voor levensvormen. Ondanks deze omstandigheden ontwikkelen microben strategieën om zich aan te passen. Observaties wijzen erop dat veel van deze bacteriën afkomstig zijn uit de lucht en regen, wat de hypothese ondersteunt dat atmosferische dispersie cruciaal is.
Eenmaal op lava profiteren microben van microbreuken en mineralen om basis metabolische processen te starten. Tijdens de IJslandse winters neemt de populatie af, maar de algemene structuur van de gemeenschappen blijft behouden, wat aangeeft dat microben in fases van lagere activiteit gaan, totdat de omstandigheden weer gunstig zijn.
Vulkanen als functionele ecosystemen
Het concept van primaire ecologische succesi gaat over hoe een levenloos milieu transformeert in een functioneel ecosysteem. Tot nu toe werd dit proces geassocieerd met decennia. De studie in IJsland toont aan dat microben deze tijd aanzienlijk verkorten.
De verzamelde gegevens over drie jaar identificeerden twee duidelijke fasen: een snelle, variabele kolonisatie door microben in de beginfase, gevolgd door een stabilisatie na de eerste winter. Geavanceerde statistische modellen lieten zien dat dit patroon voorspelbaar herhaald wordt in verschillende uitbarstingen. Microben fungeren dus als de eersten die het ecosysteem opbouwen, waardoor de basis wordt gelegd voor complexere levensvormen.
De implicaties van deze ontdekking overstijgen de aardse geologie. Als microben zich kunnen vestigen in de recente lava van IJsland, kunnen ze waarschijnlijk ook floreren in vulkanische omgevingen op andere hemellichamen binnen ons zonnestelsel.
Daarom biedt dit onderzoek waardevolle inzichten voor de astrobiologie, wat suggereert dat microscopisch leven geen ideale omstandigheden nodig heeft om te ontstaan. Het volstaat dat de omgeving een minimale stabiliteit bereikt. In dit kader versterken microben hun rol als belangrijke indicatoren voor het begrijpen van hoe leven kan ontstaan en voortduren in extreme scenario’s, zowel op aarde als daarbuiten.
