Rotssetende schimmels en tardigrades ontdekt onder de Grote Meren

Diep onder de Grote Meren, in een 350 miljoen jaar oude rotsformatie, hebben wetenschappers een bruisend verborgen ecosysteem ontdekt dat zonder zonlicht gedijt. Rotsetende schimmels, microscopische tardigrades, rondwormen en zelfs parasieten werden gevonden in de Antrim Shale op dieptes van 200 tot 500 meter. De bevindingen, gepubliceerd in The ISME Journal, tarten lang gekoesterde aannames over waar complex leven kan overleven – en roepen dringende vragen op over een potentiële klimaatdreiging.

Een ondergrondse wereld bevroren in de tijd

De Antrim Shale strekt zich uit over Michigan, Ohio, Indiana en Wisconsin en wordt al lang geëxploiteerd voor aardgas. Maar toen onderzoekers van de Universiteit van Michigan water analyseerden dat uit gasbronnen was gepompt, vonden ze veel meer dan methaan. Isotopendatering onthulde dat het water ongeveer 11.000 jaar geïsoleerd was van het oppervlak, sinds het einde van de laatste ijstijd. “Onze studie daagt het idee uit dat het onherbergzaam is voor complexer leven zoals schimmels in de diepe ondergrond,” zei hoofdauteur Quinn Moon. “Onder gunstige omstandigheden kunnen eukaryoten eigenlijk vrij talrijk zijn.” Dit oude, lichtloze rijk – ooit als bijna steriel beschouwd – blijkt een hotspot voor diepe ondergrondse leven te zijn.

Rotsetende schimmels en een complex voedselweb

DNA-analyse identificeerde 689 verschillende schimmelsoorten, waarvan er 13 volledig nieuw lijken voor de wetenschap. De dominante groepen, Agaricomycetes en Dothideomycetes, staan erom bekend lignine en cellulose af te breken – taaie organische verbindingen die de meeste organismen niet kunnen verteren. Hier hebben ze zich echter aangepast om de shale zelf aan te tasten, door enzymen uit te scheiden die koolstof uit het gesteente vrijmaken. Eén druppel water bevatte ongeveer 250 schimmelcellen. Naast schimmels vond het team sporen van tardigrades (waterberen), nematoden en parasieten zoals Ichthyosporea en Rozellomycota, wat wijst op een complex microbieel voedselweb waarin schimmels zowel als afbrekers als prooi fungeren.

Leven zonder zonlicht: hoe overleven ze?

In tegenstelling tot oppervlakte-ecosystemen die afhankelijk zijn van fotosynthese, vertrouwt deze gemeenschap op chemolithoautotrofie – organismen die energie halen uit anorganische verbindingen in het gesteente. De organisch-rijke lagen van de shale leveren een continue toevoer van koolstof, terwijl methanogene archaea methaan produceren in zuurstofarme zakken. Sommige microben kunnen zelfs zuurstof genereren via onbekende paden, hoewel de zuurstofniveaus extreem laag blijven. De ontdekking dat eukaryoten (complexe cellen met een kern) kunnen gedijen in zo'n extreme omgeving herschrijft de leerboeken over de grenzen van het leven, en weerspiegelt de extremofiele aanpassingen die gezien worden bij diepzee-hydrothermale bronnen.

Een verborgen klimaatdreiging

De vondst heeft ook ontnuchterende implicaties voor de klimaatwetenschap. De Antrim Shale is een belangrijke bron van aardgas, en hydraulische fracturing-operaties verstoren deze diepe lagen al. Als schimmels en andere organismen actief organisch materiaal in de shale afbreken, kunnen ze het vrijkomen van methaan versnellen – een broeikasgas dat over 20 jaar 80 keer krachtiger is dan CO₂. “Schimmels moeten worden opgenomen in modellen van ondergrondse koolstofcyclus en -opslag,” waarschuwen de onderzoekers. Terwijl de wereld worstelt met methaanemissies door fracken, kan deze nieuw ontdekte biologische activiteit de inspanningen bemoeilijken om vluchtige emissies te kwantificeren en te beperken.

Veelgestelde vragen

Wat ontdekten wetenschappers onder de Grote Meren?

Ze vonden een bruisend ecosysteem van rotsetende schimmels, tardigrades, nematoden en parasieten die 200–500 meter diep in de Antrim Shale-formatie leven, volledig geïsoleerd van zonlicht gedurende 11.000 jaar.

Hoe overleven deze organismen zonder zonlicht?

Ze vertrouwen op chemolithoautotrofie – energie halen uit anorganische verbindingen in de shale – en breken organische koolstof in het gesteente af. Sommigen kunnen ook in symbiotische relaties leven met methanogene archaea.

Waarom is deze ontdekking belangrijk voor klimaatverandering?

De activiteit van deze organismen kan de afbraak van organisch materiaal in de shale versnellen, waardoor mogelijk meer methaan vrijkomt tijdens gaswinning. Dit moet in klimaatmodellen worden opgenomen.

Zijn er nieuwe soorten ontdekt?

Ja, van de 689 geïdentificeerde schimmelsoorten lijken er 13 volledig nieuw. Veel andere waren nog nooit in zulke diepe, geïsoleerde omgevingen gedocumenteerd.