VTT:n tutkija, maatalous- ja metsätieteiden maisteri Lotta Purkamo tutki Outokummun kallioperän pohjavesien mikrobiyhteisöjä, joista vanhimmat ovat eläneet eristyksissä yli 50 miljoonaa vuotta.
Tulosten avulla voidaan arvioida, millaisia vaikutuksia mikrobeilla on teollisissa prosesseissa, jotka hyödyntävät Suomen kallioperää sijoituspaikkana tai raaka-aineiden ja energian lähteenä.
Kallioperässä elävät mikrobit ovat merkittävä osa maapallon kokonaisbiomassasta. Niiden monimuotoisuudesta, aktiivisuudesta ja roolista alkuaineiden biogeokemiallisissa kierroissa tiedetään kuitenkin vielä vähän.
Purkamo tutki väitöstyössään Outokummun kiteisen kallioperän mikrobiyhteisöjä. Mikrobinäytteitä kerättiin eri syvyyksistä muutaman sadan metrin syvyydestä yli kahteen kilometriin asti.
Suomen vanhin ekosysteemi
Vanhimmat Outokummun kallioperän vedet ovat yli viidenkymmenen miljoonan vuoden ikäisiä. Vedet joutuivat eristyksiin pian sen jälkeen, kun dinosaurukset kuolivat sukupuuttoon. Vesien mukana eristyksiin jäivät myös mikrobit.
Purkamo havaitsi, että mikrobit muodostavat kallioperässä yllättävän monimuotoisia yhteisöjä, jotka selviävät ravinneköyhässä, suolaisessa ja hapettomassa ympäristössä.
– Vaikka solumäärät olivat kallioperässä alhaisia, havaittiin sulfaattia pelkistäviä bakteereja sekä metaania tuottavia arkeoneja useissa syvyyksissä. Suurimman osan mikrobiyhteisöistä muodostivat beetaproteobakteerit ja klostridit, hän kertoo väitöstiedotteessaan.
Tutkimuksessa selvisi myös, että Burkholderiales- ja Clostridia-bakteeriryhmiin kuuluvat mikrobit ovat koko yhteisön toiminnalle tärkeämpiä kuin muut lajit.
Yhtäläisyyksiä muihin syväbiosfääreihin
Outokummun kallioperän bakteeriyhteisöt ovat samankaltaisia kuin muista Fennoskandian syvistä ympäristöistä havaitut mikrobiyhteisöt. Kallioperän rakovyöhykkeiden avainlajit muistuttavat mikrobeja, joiden tiedetään käyttävän energian- ja hiilenlähteinään ofioliittisten kivien serpentinisaatiossa muodostuvia yhdisteitä.
Ofioliittisiä kiviä on myös Outokummussa, joten ne voivat ruokkia paikallisia mikrobiyhteisöjä. Lisäksi sulfaatinpelkistäjät sekä arkeoniyhteisöt muistuttivat Etelä-Afrikan samanikäisen syvän kallioperän mikrobiyhteisöjä.
MMM Lotta Purkamon väitöskirja Microbial ecology and functionality in deep Fennoscandian crystalline bedrock biosphere tarkastetaan 18. joulukuuta Helsingin yliopistossa.