Comparison of bacterial communities in several Icelandic lava tubes : terrestrial analogs in search for extraterrestrial life

Verkefnið er lokað til 01.06.2022.Basaltic lava tubes are considered extreme environments due to their subsurface location, scarcity of nutrients and absence of light. Amidst the harsh environment, microorganisms can find shelter from environmental factors such as temperature shifts, climate changes, UV radiation and ecological competition, as the environment is more suitable for primary producers during its primary habitant stage. These factors make pristine lava tubes an exceptional study sites, which can serve as equivalent ecosystems on other planets and moons, therefore suitable for exploring microorganisms and biosignatures for the benefit of future studies of possible life on Mars. The compatibility in lithology between Earth and Mars in terms of geochemical composition has led researchers to focus even more on basaltic lava tubes as a potential location where traces of extinct life, or the possibility of extant life can exist on the Red Planet. This study focused on four pristine Icelandic lava tubes, located in Eldhraun and Ódáðahraun lava fields, and the bacterial community structure they sustain. The predominant bacterial phylum found was Proteobacteria, followed by Actinobacteria, and the similarity between the four tubes in terms of composition was evident. The results showed similarity to multiple bacterial community analyses implemented in basaltic lava tubes and caves around the world, giving indications of the primary producing bacteria, utilizing inorganic rock surface as energy source through their metabolic pathways. The results from this study demonstrated that pristine Icelandic lava tubes can serve as promising study sites for exploring microorganisms, secondary mineral deposits and biosignatures in the hopes of further utilizing the knowledge gathered for future studies for extinct or extant life on Mars.Hraunhella úr basalti má flokka sem jaðarumhverfi vegna staðsetningar þeirra undir yfirborðinu, skorts á næringarefnum og skorts á sólarljósi. Í þessu krefjandi umhverfi geta örverur leitað skjóls frá umhverfisþáttum á borð við hitasveiflur, loftslagsbreytingar, útfjólubláa geislun og vistfræðilega samkeppni, þar sem umhverfið hentar síður ófrumbjarga lífverum. Framangreindir þættir gera óspillta hraunhella að einstökum rannsóknarstöðum, sem geta nýst sem ígildi mögulegra vistkerfa á öðrum plánetum og tunglum, og henta því til að rannsaka örverur og einkennandi lífefni í framtíðarrannsóknum á mögulegu lífi á Mars. Líkindi Jarðarinnar og Mars hvað varðar jarðefnafræðilega samsetningu hafa leitt til þess að vísindamenn hafa beint sjónum sínum sérstaklega að hraunhellum sem mögulegum stöðum til að leita að ummerkjum um fyrrum líf, eða jafnvel að mögulegu framtíðarlífi á rauðu plánetunni. Þessi rannsókn beindist að fjórum hraunhellum í Eldhrauni og Ódáðahrauni og uppbyggingu bakteríusamfélagsins sem þrífst í þeim. Mest ríkjandi bakteríufylking í hellunum var fylking Próteóbaktería, önnur mest ríkjandi var fylking Aktínóbaktería. Líkindin í örverusamsetningu hellnanna var greinileg. Niðurstöður rannsóknarinnar sýndu líkindi við fleiri örveruþýðisgreiningar sem hafa verið gerðar í hraunhellum úr basalti víðs vegar um heiminn, og gefur vísbendingar um þær gerðir baktería sem eru frumframleiðendur og nýta efnasamsetningu hraunsins í efnaskiptaferlum sínum. Niðurstöður rannsóknarinnar sýna að óspilltir íslenskir hraunhellar geta þjónað sem vænlegir staðir til rannsóknar á örverum, steinefnaútfellingum og samspili þessara þátta í von um að geta frekar nýtt þá vitneskju sem safnast til framtíðarrannsókna á mögulegu lífi á Mars