”Jeg skal bruge et par meter af en søjle og gerne fra den øverste halvdel”. Sådan lød ønsket fra mikrobiologen Peter Stougaard, lige før dykkeren lod sig glide ned i det kolde klare vand. Peter Stougaard leder efter bakterier, der er aktive ved høj pH og lav temperatur, og Ikait-søjlernes besynderlige kemi vakte hans interesse. Stougaard ville analysere ikaitten for at finde ud af, om der var spor af ukendte bakterier, der kan producere enzymer under kolde basiske forhold.

Dykkeren måtte lægge kræfterne i for at save gennem den cirka 40 centimeter tykke, nærmest ovale søjle: I dele af søjlen var den bløde ikait omdannet til hård kalcit. Dykkeren skulle passe på ikke at få tunge stump af søjlen i hovedet, når den var savet igennem, og skulle bakse søjlen nogenlunde pænt ned på bunden uden at den knækkede for at bakterier og kildevand inde i søjlens utallige små hulrum blev forstyrret mindst muligt af hensyn til de efterfølgende analyser. Efter ti minutters ihærdigt saveri var trofæet bjerget og forskerne gjorde sig klar til at skære søjlen i stykker og lægge dem i frysekasser. Mikrobiologerne fik prøvemateriale til adskillige års arbejde.

Man finder dem alle vegne. Bakterierne. I vand, i jord, i luft, i mavesækkens mavesyre, i klipper og i varme kilder. De dukker op i geologernes boreprøver hentet op gennem adskillige kilometer jordskorpe, hvor tryk og temperatur er mange gange højere end i græsplænehøjde. Nogle bakterier kan tåle en radioaktiv strålingsdosis, der er 4000 gange højere, end hvad der slår et menneske ihjel. Atter andre har overlevet verdensrummets vakuum. Bakterier har koloniseret alle egne af Jorden, også de mest fjendtlige, set fra et menneskes synspunkt. Liv, der set med menneskets øjne, lever under ekstreme forhold, kaldes ekstremofile organismer.

Temperatur er en af de vigtigste faktorer, der påvirker en bakteries vækst. Hvis der er for varmt eller for koldt, gror bakterien ikke. Hvis der er for koldt ”fryser” organismens livsprocesser. Det sker fordi biologiske membraner stivner og enzymaktiviteterne falder. Ved en stigende temperatur øges hastigheden af de enzymatiske reaktioner og cellevæksten bliver hurtigere. Men, hvis det bliver for varmt, ændre proteinerne i cellen form og kan ikke længere fungerer og cellevæksten stopper.

Liv under ekstremt kolde forhold som i Ikkafjorden er et eksempel på en ekstremofile tilpasning. Organismer, der trives bedst ved temperaturer under 15 ºC kaldes for psykrofile (kulde-elskende). Der findes også organismer, der kan klare sig ved lave temperaturer, men har bedre vækst ved en mere almindelig temperatur på ca. 37 ºC. De kaldes psykrotolerante. De psykrofile Ikka-bakterier er særlige interessante. Deres enzymer er i gennem evolutionen blevet i stand til at fungere tæt på frysepunktet, samtidig kan de også klare et ætsende pH på 10,5.

Måske kan vi udnytte de specielle enzymer i vores dagligdag.

pH-grænser for liv. pH er et mål for hvor sur eller basisk en væske er. Skalaen går fra 0 (mest sur) til 14 (mest basisk), hvor pH 7 er neutral. Kemikerne bruger lakmuspapir for at se, om en væske er sur eller basisk. Lakmuspapir farves rødt af syre og blåt af base. Figurens nederste linie viser forskellige, kendte væskers pH-værdier. I den øverste linie ser man hvor tolerante enkelte organismegrupper er over for sure og basiske levesteder. Svampe og alger er fundet på steder i naturen, hvor pH er helt nede på 0. Planter og insekter er ikke fundet under en pH på 2-3. Gruppen af fisk, der som oftest svømmer rundt i neutralt vand med pH omkring 7-8, har en art, der kan tåle helt ned til pH 3. Grænsen for liv i basiske miljøer ligger tilsyneladende ved pH 10,5. Det er næsten den samme pH, man finder i det indre af ikait-søjlerne.

Forskerne ville undersøge hvilke organismer, der lever i søjlernes mikroskopiske labyrinter af hulrum, og om der er forskel på sammensætningen af dem, afhængig af hvor i søjlernes særprægede miljø, de lever. For at få en karakteristik af bakteriernes evne til at tolerere pH og temperatur isolerede og dyrkede de bakterier fra søjlrene i laboratoriet. Et par hundrede af bakterierne blev udsat for forskellige pH-værdier og forskellige temperaturer. Det viste sig som forventet, at langt størstedelen af bakterierne kunne vokse ved pH mellem 8 og 10, mens kun et par dusin kunne vokse ved pH mellem 9 og 10. Analysen slog fast, at de fleste af bakterierne i ikait-søjlerne er tolerante overfor høje pH-værdier og aktive ved lave temperaturer.

Omkring en trediedel af de bakterier, forskerne har fundet i søjlerne, er ukendte og findes ikke i de omfattende databaser over organismers genetiske karakteristika. Identifikationen af de mange forskellige bakterier var dog kun ét trin i den lange proces med at finde nye enzymer. Næste trin bestod i at få et overblik over nogle af de enzymer, bakterierne har i deres celler.

[Evt. boks fra aktuel naturvidenskab, Ukendte bakterier]