Romanian kaakkoisosassa, Constanțan kreivikunnassa lähellä Mustanmeren rantaa ja Bulgarian rajaa, sijaitsee karu, luonnoton tasanko. Autio pelto on täysin merkityksetön, yhtä asiaa lukuun ottamatta.
Sen alla sijaitsee luola, joka on pysynyt eristyksissä 5,5 miljoonaa vuotta. Samalla kun apinamaiset esi-isämme tulivat alas puista ja kehittyivät nykyihmisiksi, tämän luolan asukkaat olivat eristyksissä muusta planeetasta.
Valon täydellisestä puuttumisesta ja myrkyllisestä ilmakehästä huolimatta luolassa kuhisee elämää. Siellä on ainutlaatuisia hämähäkkejä, skorpioneja, puutiaisia ja tuhatjalkaisia, joista monet eivät ole koskaan ennen nähneet ihmistä, ja kaikki ne ovat elämänsä velkaa oudolle kelluvalle bakteerimatolle.
Vuonna 1986 kommunistisen Romanian työläiset testasivat maaperää nähdäkseen, soveltuuko se voimalaitoksen rakentamiseen, kun he törmäsivät Movilen luolaan. Romanialainen tiedemies Cristian Lascu teki ensimmäisenä vaarallisen laskeutumisen.
Päästäkseen sisään luolaan on ensin laskettava köydellä 20 metriä alas kapeaa, maahan kaivettua kuilua pitkin
Sen jälkeen Romanian viranomaiset ovat pitäneet luolan suljettuna. Movilen sisälle on päässyt alle 100 ihmistä, mikä on verrattavissa Kuuhun käyneiden määrään.
Tämä johtuu osittain siitä, että matka luolaan on äärimmäisen vaarallinen.
Luolaan päästäkseen on ensin laskeuduttava köydellä 20 metriä alas kapeaa maahan kaivettua kuilua pitkin. Ainoa valo tulee kypärästäsi, joka kimpoaa seinillä laskeutuessasi.
Sitten sinun on kiivettävä alas ahtaita kalkkikivitunneleita pitkin, jotka on päällystetty okraisella savella, pilkkopimeässä ja 25 °C:n lämpötilassa. Nämä polut avautuvat lopulta keskeiseen luolastoon, jossa on järvi.
Vuonna 2010 mikrobiologi Rich Bodenista, joka työskenteli tuolloin Warwickin yliopistossa Coventryssa Yhdistyneessä kuningaskunnassa, tuli suunnilleen 29. henkilö, joka näki luolan.
Järvihuoneessa ilmakehä on täynnä haitallisia kaasuja
”Siellä on melko lämmintä ja hyvin kosteaa, joten se tuntuu lämpimämmältä kuin se on, eikä se tietenkään auta, kun on kattilapuku ja kypärä päässään”, sanoo Boden, joka työskentelee nykyään Plymouthin yliopistossa Britanniassa.
”Lämmin, rikkipitoista vettä sisältävä allas haisee mädäntyneiltä munilta tai palaneelta kumilta, kun sitä häiritsee, sillä siitä vapautuu rikkivetyä.”
Järvihuoneessa ilmakehä on raskas haitallisista kaasuista, pääasiassa hiilidioksidista sekä vedestä peräisin olevasta rikkivedystä.
Kokemuksen sanotaan olevan kauhistuttava – ja se pätee, vaikka sinulla ei olisikaan ongelmia hiipivien matelijoiden kanssa
Lisäksi ilma on vähähappista: siinä on vain 10 prosenttia happea tavanomaisen 20 prosentin sijasta. Ilman hengityslaitetta saisit pian päänsäryn. Kävijät voivat pysyä alhaalla vain 5-6 tuntia, ennen kuin heidän munuaisensa antavat periksi.
Loppuosan luolan tutkimiseksi on sukellettava järveen ja suunnistettava kapeissa vedenalaisissa käytävissä, puristettava kalliossa olevien pienten aukkojen läpi, ennen kuin noustaan esiin ilmakelloiksi kutsuttuihin ilmatiloihin.
Tämän tekeminen täydellisessä pimeydessä on vaarallisin osa luolaan tutustumista. Olet kaukana pinnasta, joten jumiin jääminen tai eksyminen tunnelien sokkelossa olisi tappavaa. Kokemuksen sanotaan olevan kauhistuttava – ja se pätee, vaikkei sinulla olisikaan ongelmia hiipivien matelijoiden kanssa.
Pimeydestä ja vaarallisista kaasuista huolimatta Movilen luolassa kuhisee elämää. Tähän mennessä on tunnistettu 48 lajia, joista 33:aa ei ole löydetty missään muualla maailmassa.
Movilen luolan eläimet näyttävät olevan vailla ravinnonlähdettä.
Luolassa on kaikenlaisia ryömiviä ja luikertelevia otuksia. Etanat ja katkaravut yrittävät vältellä hämähäkkejä ja vesiskorpioneja. Ilmakelloissa iilimatot uivat veden poikki ja saalistavat kastematoja.
Omituista kyllä, mitä huonommaksi ilma muuttuu, sitä enemmän eläimiä on. Ei ole lainkaan selvää, miksi näin on, tai miten eläimet ylipäätään selviytyvät.
Pinnalla kasvit käyttävät auringonvaloa ottaakseen ilmasta hiilidioksidia ja muuttaakseen sen orgaanisiksi yhdisteiksi. Näiden kemikaalien avulla ne voivat sitten kasvattaa lehtiä, juuria ja sipuleita. Eläimet sitten ruokailevat näillä kasvien kudoksilla.
Ilman auringonvaloa Movilen luolan eläimet näyttävät olevan vailla ravinnonlähdettä.
Useimmissa luolissa eläimet saavat ravintonsa pinnalta tippuvasta vedestä. Tämä vesi näkyy usein tippukivien ja stalagmiittien muodossa.
Mutta Movilen luolan yläpuolella on paksu savikerros, joka on vettä läpäisemätön. Kun Lascu vieraili luolassa ensimmäisen kerran, hän ei löytänyt stalaktiitteja tai tippukiviä tai muita merkkejä pinnalta tulevasta vedestä.
Movilen luolan vesi tulee syvältä maanalaisesta säiliöstä
Mysteeri syveni, kun tiedemiehet analysoivat luolan vedestä radioaktiivista cesiumia ja strontiumia. Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuus vuonna 1986 oli vapauttanut runsaasti näitä metalleja, jotka olivat päätyneet Movilen luolaa ympäröivään maaperään ja järviin. Vuonna 1996 tehdyssä tutkimuksessa niitä ei kuitenkaan löytynyt jälkiä luolan sisältä.
Tämä tarkoittaa, että vesi ei tule ylhäältä, joten sen on tultava alhaalta. Nyt näyttää siltä, että Movilen luolan vesi tulee sienimäisistä hiekkakivistä, joissa se on ollut 25 000 vuotta.
Mutta tämä ei vieläkään selitä, miten luolan eläimet selviytyvät. Testit ovat osoittaneet, että sisään virtaava vesi ei sisällä ravintohiukkasia.
Sen sijaan ruoka tulee veden päällä istuvasta oudosta vaahtomaisesta vaahdosta.
Tämä kelluva kalvo, joka näyttää märältä pehmopaperilta ja jota voi jopa repiä kuin paperia, sisältää miljoonia ja taas miljoonia bakteereja, jotka tunnetaan nimellä ”autotrofit”.
Rikkihappo itse asiassa rapauttaa kalkkikiveä, mikä kasvattaa luolaa vähitellen
”Nämä bakteerit saavat hiilensä hiilidioksidista aivan kuten kasvitkin”, Boden sanoo. ”Hiilidioksidipitoisuus luolassa on noin 100 kertaa korkeampi kuin normaalissa ilmassa. Mutta toisin kuin kasvit, ne eivät tietenkään voi käyttää fotosynteesiä, koska valoa ei ole.”
Valon käyttämisen sijasta Movile-bakteerit käyttävät kemosynteesiksi kutsuttua prosessia.
”Ne saavat tarvitsemansa energian… kemiallisista reaktioista: keskeisimpiä ovat sulfidien ja vastaavien rikkiionien hapettuminen rikkihapoksi tai pohjavedessä esiintyvän ammoniumin hapettuminen nitraatiksi”, Boden sanoo.
Nämä kemosynteettiset bakteerit selittävät osaltaan, miksi luola on niin suuri ja ilma niin hiilidioksidipitoinen.
Movile on ainoa luola, jonka ekosysteemiä tiedetään ylläpidettävän tällä tavalla
”Rikkihappo itse asiassa rapauttaa kalkkikiveä, mikä vähitellen suurentaa luolaa”, Boden sanoo. ”Prosessi vapauttaa hiilidioksidia, minkä vuoksi tasot ovat niin korkeat.”
Toinen merkittävä bakteeriryhmä saa energiansa ja hiilensä metaanikaasusta, joka kuplii luolan vesistä. Niitä kutsutaan metanotrofeiksi.
Boden kuvaa metanotrofeja ”sotkuisiksi syöjiksi”, jotka ”vuotavat jatkuvasti aineenvaihdunnan välituotteita, kuten metanolia ja formiaattia” ympäröivään veteen. Nämä kemikaalit ovat puolestaan ravintoa muille bakteerilajeille.
Tämä kaikki saattaa kuulostaa hyvin omituiselta, ja tavallaan se onkin. Movile on ainoa luola, jonka ekosysteemiä tiedetään ylläpidettävän tällä tavoin, ja ainoa tällainen ekosysteemi maalla.
Movilen bakteerit ovat hyvin samankaltaisia kuin muualla tavatut bakteerit
Mutta mikrobiologi J. Colin Murrellin (University of East Anglia, Norwich, Iso-Britannia) mukaan Movilen luolan bakteerit ovat huomattavan yksinkertaisia eivätkä lainkaan epätavallisia.
”Bakteerit saavat kaiken hiilensä vain yhdestä lähteestä, oli se sitten metaania tai hiilidioksidia”, Murrell sanoo. ”Se tarkoittaa, että kaikki niiden solujen osat, olipa kyse sitten DNA:sta niiden ytimessä, lipideistä niiden solukalvoissa ja proteiineista niiden entsyymeissä, on valmistettu samasta yksinkertaisesta ainesosasta.”
Movilen bakteerit ovat myös hyvin samankaltaisia kuin muualla tavatut bakteerit, vaikka ne ovat olleet loukussa luolassa yli viisi miljoonaa vuotta.”
”Metanotrofisia bakteereja on kaikkialla: Bathin roomalaisissa kylpylöissä, meriveden pinnalla, karjan suussa ja luultavasti ihmisen suussa ja suolistossa”, Boden sanoo. ”Samantyyppisiä autotrofisia bakteereja, joita löysimme Movilessa, on lähes kaikissa maaperissä ja ihon pinnalla.”
Samaa ei voi sanoa luolan eläimistä. Miljoonien vuosien eristyneisyys on muokannut niitä.
Monet ovat syntyneet ilman silmiä, jotka olisivat hyödyttömiä pimeässä. Lähes kaikki ovat läpikuultavia, koska ne ovat menettäneet pigmenttiä ihostaan. Monilla on myös erikoispitkät lisäkkeet, kuten antennit, joiden avulla ne voivat hahmottaa tiensä pimeässä.
Yksi hämähäkeistä oli läheistä sukua Kanariansaarilta löydetylle hämähäkille – joka sijaitsee yli 4000 kilometriä länteen.
Movilen luolassa ei ole kärpäsiä, mutta hämähäkit kehräävät silti verkkoja. Pienet hyönteiset, joita kutsutaan jousihänniksi, pomppivat ilmaan ja jäävät kiinni verkkoihin.
Vuonna 1996 tutkijat luokittelivat luolan eläimet. Niihin kuului kolme hämähäkkilajia, tuhatjalkainen, neljä isopodilajia (ryhmä, johon kuuluvat puulajit), iilimato, jota ei ole koskaan nähty missään muualla maailmassa, ja epätavallisen näköinen hyönteinen nimeltä vesiskorpioni.
Yllättävää kyllä, yksi hämähäkeistä oli läheistä sukua hämähäkille, jota tavattiin Kanariansaarilta – jotka sijaitsevat yli 4 000 kilometrin päässä lännessä Afrikan luoteisrannikolla.
Tällöin herää kysymys, miten ja miksi eläimet joutuivat luolaan?
Yksi teoria on, että jo miljöökauden lopulla, noin 5,5 miljoonaa vuotta sitten, pohjoisen pallonpuoliskon ilmasto muuttui. Kun Afrikka siirtyi pohjoiseen, se esti Atlantin virtauksen Välimerelle, mikä kuivatti sitä.
On hyvin todennäköistä, että bakteerit ovat olleet siellä paljon pidempään kuin viisi miljoonaa vuotta
Tämä on voinut pakottaa eläimet etsimään turvaa Movilen luolan rikkipitoiseen alamaailmaan. Se olisi ollut turvapaikka, jonka lämpimät vedet olisivat tarjonneet jatkuvaa lämpöä, jossa ei olisi ollut kilpailijoita tai saalistajia ja jossa olisi ollut runsaasti ravintoa.
Tämän teorian ongelmana on, että sitä on vaikea todistaa.
”On hyvin todennäköistä, että bakteerit ovat olleet siellä paljon pidempään kuin viisi miljoonaa vuotta, mutta hyönteiset jäivät sinne loukkuun samoihin aikoihin”, Murrell sanoo. ”Ne ovat voineet yksinkertaisesti pudota sisään ja jäädä loukkuun, kun kalkkikiven valu laski ja sulki luolan, kunnes se löydettiin uudelleen vuonna 1986.”
Voi olla, että eri eläimet saapuivat sinne eri aikoina. Vuonna 2008 tehty tutkimus Movilen ainoasta etanasta ehdotti, että se on ollut siellä alhaalla hieman yli 2 miljoonaa vuotta. Kun se tuli luolaan, jääkausi oli juuri alkamassa, ja etana saattoi paeta kylmyyttä menemällä maan alle.
Miten ne sitten sinne joutuivatkin, näyttää siltä, että Movilen asukkaat ovat nyt lopullisesti ansassa. Voisimme oppia niiltä paljon.
Voi olla, että ensimmäiset elävät solut olivat samankaltaisia kuin Movilen luolasta löydetyt
Bakteerien kyky hapettaa metaania ja hiilidioksidia on erityisen kiinnostava. Nämä kaksi kasvihuonekaasua ovat suurimmat syylliset ilmaston lämpenemiseen, joten tutkijat etsivät epätoivoisesti tehokkaita keinoja niiden poistamiseksi ilmakehästä.
Movilen luolan mikrobit voivat myös antaa vihjeitä siitä, miten ensimmäinen elämä muodostui maapallolla. Ne ovat geneettisesti samankaltaisia kuin ne, joita löytyy geotermisistä purkausaukoista, joissa on myös runsaasti hiilidioksidia, sulfideja ja ammoniakkia.
Olosuhteet molemmissa paikoissa saattavat hyvinkin olla samankaltaiset kuin alkuaikojen maapallolla. Maapallomme alkuaikoina auringon valoa peitti hiilidioksidia, metaania ja ammoniakkia paksu ilmakehä. Voi olla, että ensimmäiset elävät solut olivat samankaltaisia kuin Movilen luolasta löydetyt.
Liian 30 vuotta löytönsä jälkeen Movilen luola on edelleen kenties planeetan eristetyin ekosysteemi. Sillä on varmasti vielä paljon salaisuuksia luovutettavana. Luolan sedimentteihin on haudattu paljon muitakin organismeja, jotka odottavat tunnistamista, ja ne voivat auttaa meitä ymmärtämään joitakin syvimpiä kysymyksiämme elämän luonteesta.