10. Mata Air Panas Yellowstone
Jika anda mahu membunuh sesuatu, atau mungkin hanya membuang badan, anda tidak boleh berbuat lebih baik daripada keadaan di mata air panas Yellowstone. Mata air berhampiran dengan titik didih air dan cukup berasid untuk membubarkan kuku. Tetapi beberapa mikrob berkembang di sana, dan pigmen yang mereka hasilkan memberikan mata air yang jelas, warna lain.
Bakteria penyayang panas Thermus aquaticus adalah mikroba Yellowstone yang paling terkenal; ia menjadikan enzim yang digunakan penyelidik dalam makmal genetik untuk membuat salinan DNA. Mikroba Yellowstone lain memakan hidrogen, dan beberapa tahun yang lalu para saintis mendapati satu filum bakterium fotosintesis yang baru.
Oleh kerana terdapat banyak mata air panas dan periuk lumpur dan geyser di Yellowstone, dengan pelbagai suhu dan komposisi kimia, taman ini menjadi tuan rumah kepelbagaian archaea yang paling terkenal. Organisme mudah bersel tunggal, tanpa nukleus, arkea adalah cabang kehidupan yang hanya diketahui sejak 1970-an.
Banyak arkea berkembang pada suhu panas (mereka juga ditemui dalam gunung berapi). Dan di dalam beberapa archaea Yellowstone-hanya untuk menyelesaikan ekosistem mikroba-adalah virus penyayang panas.
9. Di dalam Badan Di bawah Titik Beku Air
Sesetengah haiwan hidup bukan sahaja dalam persekitaran di bawah beku, tetapi di dalam badan di bawah beku. Labah-labah dan serangga menghasilkan antifreeze yang menghalang mereka dari pembekuan pepejal. Larva lalat Artik tertentu boleh bertahan dengan sejuk sekitar -76 Fahrenheit.
Banyak spesies katak, kura-kura dan kura-kura membekukan-lebih daripada 50 peratus air di dalam badan mereka mungkin ais. Caranya ialah mereka berhati-hati mengendalikan mana bentuk ais. Apabila haiwan itu sejuk, sel dan organnya memerah air dan mengecut. Hanya air di luar sel haiwan itu membeku; kristal boleh tumbuh di antara serat otot atau sekitar organ.
Suhu badan yang paling stabil pada mamalia ialah 27 darjah Fahrenheit, diukur di tupai tanah Arctic. Strategi mereka dipanggil "supercooling" - walaupun cecair dalam badan mereka berada di bawah titik beku, haiwan menghilangkan apa-apa bahan di mana kristal ais boleh terbentuk.
8. Sepenuhnya Alone
Kebanyakan ekosistem adalah rumit. Seorang ahli spesies tertentu perlu mencari spesies lain untuk makan dan mengelakkan spesies yang ingin memakannya. Jika ia adalah parasit, ia memerlukan tuan rumah; jika ia adalah tumbuhan, ia mungkin memerlukan bakteria untuk membantu ia memproses nitrogen atau lebah untuk menanam bunganya.
Tidak begitu di bawah lombong emas Afrika Selatan yang hampir dua batu. Di sana, Candidatus Desulforudis audaxviator semuanya ada. Spesies bakteria ini, salah satu yang terdalam yang pernah dijumpai, hidup di sekitar 140 darjah Fahrenheit, membetulkan nitrogennya sendiri, dan memakan sulfat-semuanya dalam pengasingan lengkap.
7. Kepulauan Galapagos
Pasti, mereka terkenal dengan teori evolusi Darwin yang menginspirasi oleh pemilihan semulajadi. Tetapi sebabnya mudah (dengan baik, dalam keadaan terdahulu) untuk melihat evolusi di pulau-pulau ini adalah bahawa mereka hampir sepenuhnya tidak ramah kepada kehidupan. Mereka muncul di tengah-tengah Lautan Pasifik sebagai puncak gunung berapi yang masih aktif. Mereka disterilkan panas dan 600 batu dari tanah.
Segala-galanya yang hidup di sana kini terbang di atas angin (kebanyakan tumbuh-tumbuhan di sana mempunyai biji bawaan udara), mengendarai arus aneh (termasuk penguin Galapagos, satu-satunya spesies sejenisnya untuk hidup di khatulistiwa), atau terapung di rumput tumbuhan kura-kura gergasi). (Ini adalah, selain dari spesies manusia yang telah diperkenalkan baru-baru ini.) Pengkajonan jarang terjadi dan kebanyakan spesies tinggal di mana mereka mendarat, sehingga ekosistem yang agak sederhana tumbuh, dengan perbezaan yang cukup di antara pulau-pulau untuk menjadikan mereka pameran prinsip-prinsip evolusi.
6. Saliran Tambang Asid (dan Runner-Up)
Iron Mountain California telah dilombong bermula pada tahun 1800-an untuk emas, perak, tembaga dan mineral lain. Galian berasal dari akar gunung berapi dan disimpan dengan banyak sulfida-sebatian yang berubah menjadi asid sulfurik di hadapan air. Perlombongan mendedahkan sulfida dan akhirnya membuat tailing sebagai berasid sebagai asid bateri dan penuh dengan logam berat seperti arsenik.
Tetapi banyak mikroba tinggal di lombong. Mereka terapung di atas tasik asid dalam licin merah jambu yang dikenali sebagai biofilm yang dibuat oleh bakteria tertentu dalam komuniti mikroba. Beberapa arkea di lombong memakan zat besi dan membuat keadaan asid yang lebih asidik dengan secara aktif menukar sulfida menjadi asid sulfurik. Asid memakan pirit (emas bodoh) dan mineral lain di dalam gua, sambil menambahkan lebih banyak logam ke dalam sup toksik.
Habitat ini nyaris tidak menimbulkan keadaan buruk yang lain untuk mikrob: haba yang melampau atau tekanan sejuk yang kuat, dan juga sinaran daripada reaktor nuklear. Pulau Tiga Mile tidak ada Chernobyl, tetapi kemalangan 1979 di sana menyebabkan kekurangan sebahagian daripada reaktor dan melepaskan gas radioaktif ke atmosfera. Ia mengambil masa bertahun-tahun untuk membersihkan kekacauan, kebanyakannya dengan robot dan kren yang dikendalikan dari jauh diawasi melalui kamera video. Banyak kejutan krew pembersih, air penyejuk berhampiran terasnya adalah mendung: mikroorganisma berkembang maju di dalamnya walaupun kadar radioaktif yang tinggi.
Bagi tekanan, yang paling besar bakteria yang pernah bertahan adalah 16, 000 kali lebih besar daripada tekanan atmosfera yang kami alami di paras laut. Dalam eksperimen di Institut Carnegie di Washington, DC, Robert Hazen dan rakan-rakannya "menimbulkan ketegangan bakteria usus yang dikenali Escherichia coli dengan tekanan yang tidak masuk akal sebanyak 16, 000 atmosfera - satu nilai yang diperoleh secara tidak sengaja oleh pengetatan tekanan selendang berlian." Oops! Tetapi apabila mereka meneliti bakteria kemudian, beberapa telah bertahan tekanan ini-yang mana lebih besar daripada apa-apa tekanan pada mana-mana kedalaman yang berpotensi hidup (iaitu, kedalaman yang tidak lebih panas daripada had haba teori bagi kehidupan 302 darjah Fahrenheit) di planet ini.
Suhu badan yang paling stabil pada mamalia ialah 27 darjah Fahrenheit, diukur di tupai tanah Arctic. (Darrell Gulin / Corbis) Segala sesuatu yang hidup di Kepulauan Galapagos sekarang terbang di atas angin, menunggang arus aneh, atau terapung di rakit tumbuhan. (Wolfgang Kaehler / Corbis) Di Antartika, penguin maharaja menghabiskan bulan pada suhu seram seperti -40 Fahrenheit. Mereka bertahan dengan membongkok bersama, berkongsi kehangatan dan meminimumkan kawasan permukaan badan mereka yang terdedah kepada sejuk. (Frans Lanting / Corbis) Anak anjing Hutan Iblis, salah satu spesies pertama yang dilindungi di bawah Akta Spesies Terancam, adalah salah satu haiwan paling jarang di dunia. Lebih kurang seratus dikira tahun ini, dan pada tahun 2006 penduduknya adalah 38. (Kat Wade / San Francisco Chronicle / Corbis) Selepas kemalangan 1979 di Pulau Tiga Mile, krew pembersihan terkejut mendapati mikroorganisma berkembang pesat di dalam air penyejuk radioaktif yang sangat dekat berhampiran teras. (Bettmann / Corbis) Mata air panas Yellowstone terletak berhampiran titik didih air dan cukup berasid untuk membubarkan kuku. Tetapi beberapa mikrob berkembang di sana, dan pigmen yang mereka hasilkan memberikan mata air yang jelas, warna lain. (Jim Peaco / NPS)5. Di bawah Retak di Taman Negara Death Valley
Death Valley adalah tempat paling rendah, terpanas dan paling kering di Amerika Syarikat-bukan tempat yang bagus untuk menjadi ikan. Tetapi tujuh spesies ikan ayam digantung, yang terakhir terselamat dari tasik yang kering 10, 000 tahun yang lalu. Sekarang ikan terjebak di mata air, rawa masin dan di Devil's Hole, akuifer bawah tanah hanya dapat dicapai oleh fizikal sempit di dalam batu.
Anak anjing Hutan Iblis, salah satu spesies pertama yang dilindungi di bawah Akta Spesies Terancam, adalah salah satu haiwan paling jarang di dunia. Kurang daripada seratus dikira tahun ini, dan pada tahun 2006 penduduknya adalah 38 orang.
4. Lubang Laut Dalam
Baling-baling laut dalam adalah tempat yang pelik untuk kehidupan. Ekosistem kompleks, yang pertama ditemui pada tahun 1977, berkembang pesat dalam kegelapan, di bawah tekanan sengit, didorong oleh belerang. Lembangan terdapat di persimpangan dua lempeng lautan. Tidak seperti kebanyakan zon gempa bumi dan gunung berapi, di mana dua pinggan datang bersama-sama, lubang adalah tempat di mana dua plat merebak. Air meresap ke dalam kerak retak, memetik mineral dan haba, dan merembes keluar dari lubang.
Di bahagian bawah rantai makanan adalah mikrob yang mendapatkan tenaga mereka dari bahan kimia di dalam lubang-lubang, biasanya hidrogen sulfida. Beratus-ratus spesies lain telah mendapati bahawa hanya hidup di dalam lubang ini, termasuk pelbagai cacing, cacing, kerang dan udang.
3. Pada Sangat, Zaman Lama
Bakteria di bawah stres kerap membentuk spora, nugget kecil yang mengandungi DNA bakteria dan beberapa jentera selular tetapi tidak aktif. Spora boleh bertahan dalam pelbagai jenis haba trauma-panas, sejuk, sinaran gamma, radiasi ultraviolet, tekanan tinggi, tekanan rendah-untuk masa yang sangat lama. Berapa lama? Nah, terdapat beberapa tuntutan yang hebat, yang sebahagiannya ahli sains masih berdebat.
Pada tahun 1995, saintis melaporkan bahawa mereka telah mengasingkan spora dari usus lebah dalam 25 juta hingga 40 juta tahun ambar. Mereka berkata mereka telah menghidupkan kembali spora dan bakteria yang berkembang dari mereka.
Beberapa tahun kemudian, satu lagi pasukan telah melaporkan kembali spora yang lebih tua-250 juta tahun dari kristal garam.
Terdapat banyak perdebatan tentang tuntutan, terutama yang terakhir, kerana ia sangat mudah untuk mendapatkan pencemaran bakteria bahkan dalam keadaan mendalam.
Lebih baru-baru ini, para saintis telah membunuh bakteria yang telah dihidupkan selama berjuta-juta tahun. Bakteria berada dalam animasi yang digantung di ais tertua di Bumi, di lembah di Antartika. Mereka yang berusia satu juta tahun kembali hidup dengan mudah, dan beberapa yang paling tua, yang diliputi dalam ais 8 juta tahun yang lalu, juga menunjukkan tanda-tanda kehidupan.
2. Tempat Paling Dingin di Bumi
Secara teknikal terdapat tempat-tempat yang lebih sejuk di Bumi daripada Artik dan Antartika, tetapi anda perlu pergi ke makmal fizik untuk mencari mereka.
Di luar makmal, tiada apa-apa yang sangat sengsara untuk makhluk berdarah panas sebagai musim sejuk kutub. Di Antartika, penguin maharaja menghabiskan bulan pada suhu seram seperti -40 Fahrenheit, dalam kegelapan, tanpa makan, sambil mengayun telur. Bagaimana mereka mengurus? Mereka adalah definisi syarikat penyayang yang menyedihkan: mereka menggabungkan bersama, berkongsi kehangatan dan meminimumkan kawasan permukaan badan mereka yang terdedah kepada sejuk. Mereka juga menurunkan kadar metabolisme mereka dengan kira-kira 25 peratus dan suhu teras mereka dengan beberapa darjah.
Di ujung bumi yang lain, itik langka yang dipanggil telinganya yang spektakuler memerlukan air terbuka untuk memberi makan-yang menyusahkan memandangkan kebanyakan Arktik membeku. Sehingga beberapa tahun lalu, saintis tidak tahu di mana eider ini menghabiskan musim sejuk mereka. Ternyata mereka bergembira bersama-sama dalam retak antara plat ais laut, menyelam untuk kerang dan berkongsi kehangatan mereka, dan mungkin memecahkan patch kecil mereka air terbuka yang cukup untuk mencegahnya daripada membeku.
1. Di Stratosfera
Ya, stratosfera-lapisan atmosfer bumi yang bermula sekitar enam mil di atas tanah. Ribut debu yang besar dari Sahara dan padang pasir lain bergerak berjuta-juta tan tanah setiap tahun, dan jumlah yang sangat mengejutkan dan pelbagai mikroba pergi untuk perjalanan. Dale Griffin, dari Penyiasatan Geologi AS, telah mengumpul mikrob dalam habuk pada ketinggian sehingga 60, 000 kaki (lebih tinggi daripada 11 batu).
Apa yang ada di sini? Bakteria, kulat, virus-ratusan jenis yang berlainan. Mengejutkan, banyak mikroba yang dikenal pasti patogen manusia: Legionella (yang menyebabkan Penyakit Legionnaire), Staphylococcus (yang menyebabkan jangkitan staph), dan banyak mikroba yang menyebabkan penyakit paru-paru jika (ahem) terhirup.
"Saya terkejut dengan jumlah mikroorganisma yang dapat kami dapati dalam jumlah udara yang sangat kecil ketika debu padang pasir hadir, " kata Griffin. "Jika anda melihat, mereka berada di sana-walaupun dalam persekitaran yang paling melampau."