Il bioma endolitico (che significa “dentro la roccia”) è un bioma situato sotto la superficie della Terra. Altri esempi di biomi includono savana, deserto e giungla. Il bioma endolitico è costituito interamente da microbi che vivono in minuscoli pori e fessure delle rocce e si estende fino ad almeno 3 km (9,600 piedi) sotto la superficie. Il bioma endolitico può essere considerato il bioma più duro sulla Terra, a causa della quasi completa assenza di luce solare, ossigeno e la maggior parte dei nutrienti. I microbi endolitici sono stati affettuosamente chiamati “bug dall’inferno”.
Il bioma endolitico è il bioma scoperto più di recente. L’esplorazione seria è iniziata solo nei primi anni ‘1990. Il luogo più popolare per lo studio di questi microbi sono le miniere d’oro, alcune delle quali si estendono fino a due miglia sotto la superficie. I microbi trovati sono batteri o archaea. Tutti i microbi nel bioma endolitico sono estremofili, il che significa che prosperano in condizioni estreme di calore o assenza di sostanze nutritive.
I microbi endolitici sono mangiatori di rocce o litotrofi. Consumano tracce di ferro ridotto,
potassio
, ammoniaca o composti di zolfo. Questi composti ridotti vengono ossidati utilizzando composti di ossigeno, nitrito o zolfo. Questo produce energia ed elettroni liberi, che vengono incanalati nei cicli di respirazione per produrre ATP. I microbi endolitici ottengono
carbonio
per le loro strutture cellulari sia prendendo carbonio da piccole quantità di
anidride carbonica
tra le rocce, come le piante, o rompendosi e consumando materiale organico trovato in tracce, come gli animali. Questi sono chiamati rispettivamente litoeterotrofi e litoautotrofi. Quando un microbo impiega un mix delle due strategie, viene chiamato mixotroph.
I microbi nel bioma endolitico si riproducono molto lentamente, a causa delle scarse sostanze nutritive. Molta energia viene spesa anche per riparare i danni dei raggi cosmici. Studi preliminari suggeriscono che alcune specie possono impegnarsi nella divisione cellulare raramente come una volta ogni 100 anni. Al contrario, alcuni microbi di superficie si replicano ogni 30 minuti.
Gli investigatori dei biomi endolitici riferiscono che il principale fattore limitante nella penetrazione dei microbi nel sottosuolo è la temperatura piuttosto che la densità delle rocce o fattori chimici. A giudicare da organismi ipertermofili (“super-amatori del calore”) come il ceppo 121 scoperto di recente, in grado di riprodursi a una temperatura di 121 °C (250 °F), la temperatura di un’autoclave, gli organismi endolitici possono esistere fino a 4.5 km (2.8 mi) sotto la crosta continentale e 7.5 km (4.6 mi) sotto il fondo dell’oceano. A causa dei costi sostenuti per scavare così in profondità, non sono state ancora condotte indagini serie sulla vita microbica a tali profondità. Ma gli scienziati sospettano che il bioma endolitico possa rappresentare una percentuale sostanziale della biomassa globale.
Poiché le condizioni del bioma endolitico assomigliano a quelle che potrebbero essere trovate su pianeti come Marte o le lune di Giove, gli studi sul bioma sono stati finanziati da agenzie come la NASA, con un interesse per le loro implicazioni per la possibilità di vita extraterrestre.