2100 meter oppe i luften omringet af bjerge ligger en tyve meter dyb sø. Det er en helt speciel sø. Så speciel, at forskere fra hele verden besøger den igen og igen. Søen giver nemlig et unikt indblik i, hvordan verdenshavene kan have set ud for over en milliard år siden.
Søen, der hedder Lago di Cadagno, ligner havene, som forskerne mener de så ud i perioden Proterozoikum (perioden imellem 2,5 og 0,5 milliarder år siden). I denne periode indeholdt havene kun 5-20 % af den ilt, der findes i dem i dag.
»Man ved endnu ikke, præcist hvordan og hvornår ilt i de mængder, vi har i dag, er kommet til jorden. Det kan søen muligvis fortælle os noget om,« siger Kirsten Habicht, lektor på Biologisk Institut ved Syddansk Universitet, og en del af det internationale team, der arbejder omkring Lago di Cadagno.
Svovl i stedet for ilt
Svovlbrinte og et højt indhold af nogle bestemte bakterier er det, der gør den schweiziske sø unik. Men før svovlbrinten kommer en mangeleddet kemisk proces.
- Fra bjergene omkring søen, der indeholder meget af den porøse og barriumsulfat-holdige stenart dolomit, bliver forskellige salte og stoffet barriumsulfat skyllet ud i søens vand fra undersøiske kilder.
- Det giver tungt vand i søens bund, og let vand i overfladen. Det er som olie og vand, og blander sig ikke særlig godt. Det betyder også, at ilt fra søens overflade ikke trænger ned i bunden, som derfor er uden ilt. De øverste 10 meter er iltholdigt, og tilholdssted for fisk og andre organismer, mens de nederste ti meter er et helt andet miljø.
- På grund af sulfaten, der skyller ud i søens bund, lever der såkaldt sulfatreducerende bakterier, der bruger sulfat til at ånde, og udskiller svovlbrinte.
- Svovlbrinten bliver brugt af grønne - og purpursvovlbakterier, der lever i hobetal i de nederste ti meter af søen. De er søens primærproducenter, og bruger svovlbrinte til at lave fotosyntese.
Sikkert, at der er ligheder med urhavet
Forskerne er sikre på, at Lago di Cadagno har ligheder med urhavet, som det så ud i den Proterozoiske periode. Det skyldes især tre ting.
- For det første er koncentrationen af sulfat i søen magen til den, forskerne mener, man kunne finde i havene for et par milliarder år siden.
- For det andet kan man se på målinger udført på prøver i gamle havaflejringer fra perioden, at blandt andet jernforholdet og svovlisotoperne viser, at urhavet var svovlbrinteholdigt, ligesom søen.
- For det tredje har australske og amerikanske forskere målt indholdet af nogle membranlipider i aflejringer fra samme tidsperiode. Målingerne viste, at memplanlipider fra grønne - og purpursvovlbakterier også er at finde i aflejringerne fra Proterozoikum.
Det svovlbrinteholdige miljø og de bakterier, der udnytter det, var altså også at finde for milliarder af år siden. Det giver håb om, at søens fremtidige udvikling kan sige noget om jordens fortidige udvikling.
\ Fakta
I Indonesien ligger søen Matano, som forskere fra SDU også arbejder på. Den er jernholdig, og svarer til verdenshavene i perioden Arkæikum (før 2,5 milliarder år siden). Da var der endnu mindre ilt i havene.
\ Proteinanalyse af grønne bakterier
Forskerteamet, der beskæftiger sig med Lago di Cadagno, er en blandet flok. Der er både biokemi, procesmålinger og geologi. Derfor bliver mange forskellige aspekter af søen kortlagt. Et af de emner, der er kommet under Kirsten Habichts lup er den grønne svovlbakterie.
»Jeg har lavet en proteinanalyse af den grønne svovlbakterie, hvis genom tidligere er blevet kortlagt. Det har jeg gjort for at se, hvilke af dens gener, der er aktive. Den grønne svovlbakterie er meget dominerende i søen, og så lever de i Lago di Cadagno under anderledes forhold, end vi ellers ser,« fortæller Kirsten Habicht.
»Normalt kan grønne svovlbakterier ikke klare sig uden lys, men det kan de her, hvor de lever i søens ilt - og lysfri nederste halvdel. Proteinanalysen viser, at forskellige gener er aktive, alt efter hvor bakterien opholder sig søen, og det viser, at den er meget dygtig til at tilpasse sig,« fortæller Kirsten Habicht.
