Das endolithische (bedeutet „innerhalb des Gesteins“) Biom ist ein Biom, das sich unter der Erdoberfläche befindet. Andere Beispiele für Biome sind Savanne, Wüste und Dschungel. Das endolithische Biom besteht ausschließlich aus Mikroben, die in winzigen Poren und Felsspalten leben, und erstreckt sich bis mindestens 3 km (9,600 Fuß) unter die Oberfläche. Das endolithische Biom kann aufgrund des nahezu vollständigen Fehlens von Sonnenlicht, Sauerstoff und den meisten Nährstoffen als das härteste Biom der Erde angesehen werden. Endolithische Mikroben werden liebevoll als „Bugs from Hell“ bezeichnet.
Das endolithische Biom ist das zuletzt entdeckte Biom. Erst Anfang der 1990er Jahre begann eine ernsthafte Exploration. Der beliebteste Ort zum Studium dieser Mikroben sind Goldminen, von denen sich einige bis zu drei Kilometer unter der Oberfläche erstrecken. Die gefundenen Mikroben sind entweder Bakterien oder Archaeen. Alle Mikroben im endolithischen Biom sind Extremophile, was bedeutet, dass sie unter extremen Hitze- oder Nährstoffmangelbedingungen gedeihen.
Endolithische Mikroben sind Gesteinsfresser oder Lithotrophe. Sie verbrauchen Spuren von reduziertem Eisen,
Kalium
, Ammoniak oder Schwefelverbindungen. Diese reduzierten Verbindungen werden mit Sauerstoff-, Nitrit- oder Schwefelverbindungen oxidiert. Dies erzeugt Energie und freie Elektronen, die in Atmungszyklen kanalisiert werden, um ATP zu produzieren. Endolithische Mikroben erhalten
Kohlenstoff
für ihre zellulären Strukturen entweder durch die Entnahme von Kohlenstoff aus winzigen Mengen von
Kohlendioxid
zwischen den Felsen, wie Pflanzen, oder zerbrechen und verbrauchen organisches Material, das in Spuren vorhanden ist, wie Tiere. Diese werden Lithoheterotrophe bzw. Lithoautotrophe genannt. Wenn eine Mikrobe eine Mischung der beiden Strategien anwendet, wird sie Mixotrophe genannt.
Mikroben im endolithischen Biom vermehren sich aufgrund der knappen Nährstoffe sehr langsam. Auch für die Reparatur von Schäden durch kosmische Strahlung wird viel Energie aufgewendet. Vorläufige Studien deuten darauf hin, dass einige Arten möglicherweise nur einmal alle 100 Jahre an der Zellteilung teilnehmen. Im Gegensatz dazu replizieren sich bestimmte Oberflächenmikroben alle 30 Minuten.
Ermittler endolithischer Biome berichten, dass der wichtigste limitierende Faktor beim Eindringen von Mikroben in den Untergrund eher die Temperatur als die Gesteinsdichte oder chemische Faktoren ist. Ausgehend von hyperthermophilen („superhitzeliebenden“) Organismen wie dem kürzlich entdeckten Stamm 121, der sich bei einer Temperatur von 121 °C (250 °F), der Temperatur eines Autoklaven, vermehren kann, können endolithische Organismen so weit existieren wie 4.5 km (2.8 Meilen) unter der kontinentalen Kruste und 7.5 km (4.6 Meilen) unter dem Meeresboden. Aufgrund der Kosten, die mit dem Graben in so tiefen Tiefen verbunden sind, wurden noch keine ernsthaften Untersuchungen des Mikrobenlebens in solchen Tiefen durchgeführt. Wissenschaftler vermuten jedoch, dass das endolithische Biom einen erheblichen Prozentsatz der globalen Biomasse ausmachen könnte.
Da die Bedingungen des endolithischen Bioms denen auf Planeten wie dem Mars oder den Monden des Jupiter ähneln, wurden Studien des Bioms von Agenturen wie der NASA finanziert, mit einem Interesse an ihren Auswirkungen auf die Möglichkeit von außerirdischem Leben.