W południowo-wschodniej części Rumunii, w okręgu Constanța w pobliżu Morza Czarnego i granicy z Bułgarią, leży jałowa, pozbawiona cech charakterystycznych równina. To opustoszałe pole jest zupełnie nie do opisania, z wyjątkiem jednej rzeczy.

Pod nim leży jaskinia, która pozostawała odizolowana przez 5,5 miliona lat. Podczas gdy nasi małpopodobni przodkowie schodzili z drzew i ewoluowali w nowoczesnych ludzi, mieszkańcy tej jaskini byli odcięci od reszty planety.

Pomimo całkowitego braku światła i trującej atmosfery, w jaskini roi się od życia. Są tam unikalne pająki, skorpiony, woodlice i stonogi, wiele z nich nigdy wcześniej nie widzianych przez ludzi, a wszystkie zawdzięczają swoje życie dziwnej, unoszącej się w powietrzu macie bakterii.

W 1986 roku robotnicy w komunistycznej Rumunii testowali ziemię, aby sprawdzić, czy nadaje się do budowy elektrowni, kiedy natknęli się na Movile Cave. Rumuński naukowiec Cristian Lascu był pierwszym, który dokonał niebezpiecznego zejścia.

Aby wejść, musisz najpierw zostać opuszczony przez linę 20 m w dół wąskiego szybu wykopanego w ziemi

Od tego czasu jaskinia pozostaje zamknięta przez władze rumuńskie. Mniej niż 100 osób zostało wpuszczonych do Movile, co jest liczbą porównywalną z tymi, którzy byli na Księżycu.

Jest to częściowo spowodowane tym, że droga do jaskini jest niezwykle niebezpieczna.

Aby wejść do środka, musisz najpierw opuścić się po linie 20m w dół wąskiego szybu wykopanego w ziemi. Jedyne światło pochodzi z hełmu, który odbija się od ścian podczas schodzenia.

Następnie trzeba się wspinać w dół wąskimi wapiennymi tunelami pokrytymi ochrową gliną, w całkowitej ciemności i temperaturze 25 °C. Te ścieżki w końcu otwierają się na centralną jaskinię zawierającą jezioro.

W 2010 roku mikrobiolog Rich Boden, który był wtedy na Uniwersytecie Warwick w Coventry w Wielkiej Brytanii, stał się mniej więcej 29. osobą, która zobaczyła jaskinię.

W pomieszczeniu z jeziorem atmosfera jest ciężka od szkodliwych gazów

„Jest dość ciepło, i bardzo wilgotno, więc czuje się cieplej niż jest, i oczywiście z kombinezonem kotłowym i kaskiem na sobie, że nie pomaga”, mówi Boden, który jest teraz na Uniwersytecie w Plymouth w Wielkiej Brytanii.

„Basen z ciepłą, siarczkową wodą śmierdzi gnijącymi jajkami lub paloną gumą, gdy się go naruszy, ponieważ wydziela się siarkowodór.”

W pomieszczeniu z jeziorem atmosfera jest ciężka od szkodliwych gazów, głównie dwutlenku węgla, jak również siarkowodoru z wody.

Mówi się, że doświadczenie to jest przerażające – i to nawet jeśli nie masz problemu z pełzającymi pełzaczami

Co więcej, powietrze jest ubogie w tlen: zawiera tylko 10% tlenu, a nie jak zwykle 20%. Bez aparatu do oddychania szybko pojawiłby się ból głowy. Zwiedzający mogą pozostać na dole tylko przez 5 lub 6 godzin, zanim ich nerki zaczną pracować.

Aby zbadać resztę jaskini, musisz zanurkować do jeziora i poruszać się wąskimi podwodnymi korytarzami, przeciskając się przez maleńkie szczeliny w skale, zanim wyjdziesz do przestrzeni powietrznych zwanych dzwonami powietrznymi.

Robienie tego w całkowitej ciemności jest najbardziej niebezpieczną częścią zwiedzania jaskini. Jesteś daleko od powierzchni, więc utknięcie lub zgubienie drogi w labiryncie tuneli może być śmiertelne. Mówi się, że doświadczenie to jest przerażające – i to nawet jeśli nie masz problemu z pełzającymi pełzaczami.

Mimo ciemności i niebezpiecznych gazów, Movile Cave roi się od życia. Do tej pory zidentyfikowano 48 gatunków, w tym 33 znalezione nigdzie indziej na świecie.

Zwierzęta w Movile Cave wydają się być pozbawione źródła pożywienia

Są tam wszystkie rodzaje skrzeczących i ślizgających się rzeczy. Ślimaki i krewetki starają się unikać pająków i skorpionów wodnych. W dzwonach powietrza pijawki pływają po wodzie i żerują na dżdżownicach.

Co dziwne, im gorsze powietrze, tym więcej zwierząt. Nie jest wcale oczywiste, dlaczego tak się dzieje, ani jak zwierzęta w ogóle przeżywają.

Na powierzchni rośliny wykorzystują światło słoneczne do pobierania dwutlenku węgla z powietrza i przekształcania go w związki organiczne. Następnie mogą wykorzystać te związki chemiczne do wzrostu liści, korzeni i cebulek. Zwierzęta następnie żywią się tymi tkankami roślinnymi.

Bez światła słonecznego, zwierzęta w Movile Cave wydają się być pozbawione źródła pożywienia.

W większości jaskiń, zwierzęta zdobywają pożywienie z wody kapiącej z powierzchni. Woda ta jest często widoczna w postaci stalaktytów i stalagmitów.

Jaskinia Movile ma jednak nad sobą grubą warstwę gliny, która jest nieprzepuszczalna dla wody. Kiedy Lascu odwiedził ją po raz pierwszy, nie mógł znaleźć żadnych stalaktytów ani stalagmitów, ani żadnych innych oznak wody pochodzącej z powierzchni.

Woda w Movile Cave pochodzi z głębokiego podziemnego zbiornika

Tajemnica pogłębiła się, kiedy naukowcy przeanalizowali wodę w jaskini pod kątem radioaktywnego cezu i strontu. Wypadek jądrowy w Czarnobylu w 1986 roku uwolnił wiele tych metali, które znalazły się w glebach i jeziorach otaczających jaskinię Movile. Jednak badania przeprowadzone w 1996 roku nie znalazły ich śladów wewnątrz jaskini.

Oznacza to, że woda nie pochodzi z góry, więc musi pochodzić z dołu. Obecnie wydaje się, że woda w Movile Cave pochodzi z gąbczastych piaskowców, w których leżała przez 25 000 lat.

Jednakże to nadal nie wyjaśnia, w jaki sposób zwierzęta w jaskini przeżywają. Testy wykazały, że płynąca woda nie zawiera żadnych cząsteczek pożywienia.

W zamian za to pożywienie pochodzi z dziwnej spienionej piany siedzącej na wierzchu wody.

Ta pływająca warstwa, która wygląda jak mokra bibuła i może być nawet rozdarta jak papier, zawiera miliony na miliony bakterii znanych jako „autotrofy”.

Kwas siarkowy faktycznie powoduje erozję wapienia, co stopniowo powiększa jaskinię

„Te bakterie pozyskują swój węgiel z dwutlenku węgla, tak jak robią to rośliny” – mówi Boden. „Poziom dwutlenku węgla w jaskini jest około 100 razy wyższy niż w normalnym powietrzu. Ale w przeciwieństwie do roślin, nie mogą one oczywiście korzystać z fotosyntezy, ponieważ nie ma tam światła.”

Zamiast wykorzystywać światło jako źródło energii, bakterie Movile wykorzystują proces znany jako chemosynteza.

„Uzyskują potrzebną energię… z reakcji chemicznych: kluczowe z nich to utlenianie siarczku i podobnych jonów siarki do kwasu siarkowego lub utlenianie amonu znajdującego się w wodach gruntowych do azotanu”, mówi Boden.

Te chemosyntetyzujące bakterie pomagają wyjaśnić, dlaczego jaskinia jest tak duża, a powietrze jest tak gęste od dwutlenku węgla.

Movile jest jedyną jaskinią, o której ekosystemie wiadomo, że jest wspierany w ten sposób

„Kwas siarkowy faktycznie powoduje erozję wapienia, co stopniowo powiększa jaskinię” – mówi Boden. „Proces ten uwalnia dwutlenek węgla, dlatego poziomy są tak wysokie.”

Inna główna grupa bakterii otrzymuje swoją energię i węgiel z gazu metanowego, który bulgocze w górę przez wody jaskini. Nazywają się one metanotrofami.

Boden opisuje metanotrofy jako „nieporządnych zjadaczy”, którzy „nieustannie przeciekają półprodukty metaboliczne, takie jak metanol i mrówczan” do otaczającej ich wody. Z kolei te substancje chemiczne są pokarmem dla innych gatunków bakterii.

To wszystko może brzmieć bardzo osobliwie, i pod pewnymi względami tak jest. Movile jest jedyną jaskinią, o której ekosystemie wiadomo, że jest wspierany w ten sposób, i jedynym takim ekosystemem na lądzie.

Bakterie Movile są bardzo podobne do bakterii znalezionych gdzie indziej

Ale według mikrobiologa J. Colin Murrell z University of East Anglia w Norwich, UK, bakterie w Movile Cave są nadzwyczaj proste i wcale nie niezwykłe.

„Bakterie otrzymują cały swój węgiel tylko z jednego źródła, czy to metanu czy dwutlenku węgla” – mówi Murrell. „Oznacza to, że wszystkie składniki ich komórek, czy to DNA w ich jądrze, lipidy w ich błonie komórkowej i białka w ich enzymach, są wykonane z tego samego prostego składnika.”

Bakterie Movile są również bardzo podobne do bakterii znalezionych gdzie indziej, pomimo uwięzienia w jaskini przez ponad 5 milionów lat.

„Metanotrofy są wszędzie: rzymskie łaźnie w Bath, powierzchnia wody morskiej, usta bydła i prawdopodobnie ludzkie usta i jelita”, mówi Boden. „Bakterie autotroficzne tych samych typów, które znaleźliśmy w Movile, występują w prawie wszystkich glebach i na powierzchni skóry.”

Tego samego nie można powiedzieć o zwierzętach z jaskini. Miliony lat izolacji zmieniły je.

Wiele z nich rodzi się bez oczu, które byłyby bezużyteczne w ciemności. Prawie wszystkie są półprzezroczyste, ponieważ straciły pigment w skórze. Wiele z nich ma również bardzo długie wyrostki, takie jak anteny, które pomagają im wyczuć drogę w ciemności.

Jeden z pająków był blisko spokrewniony z pająkiem znalezionym na Wyspach Kanaryjskich – które leżą ponad 4000 km na zachód

W Movile Cave nie ma much, ale pająki nadal przędą pajęczyny. Małe owady zwane springtails odbijają się w powietrzu i łapią się w pajęczyny.

W 1996 roku badacze skategoryzowali zwierzęta występujące w jaskini. Obejmowały one 3 gatunki pająków, stonogę, 4 gatunki izopodów (grupa, która obejmuje drewnojady), pijawkę nigdy nie widzianą nigdzie indziej na świecie oraz nietypowo wyglądającego owada zwanego skorpionem wodnym.

Co dziwne, jeden z pająków był blisko spokrewniony z pająkiem znalezionym na Wyspach Kanaryjskich – które leżą ponad 4000 km na zachód, u północno-zachodnich wybrzeży Afryki.

Rodzi to pytanie, jak i dlaczego zwierzęta dostały się do jaskini?

Jedna z teorii głosi, że pod koniec epoki miocenu, około 5,5 miliona lat temu, klimat półkuli północnej uległ zmianie. Gdy Afryka przesunęła się na północ, powstrzymała Atlantyk przed wpłynięciem do Morza Śródziemnego, wysuszając je.

Jest bardzo prawdopodobne, że bakterie były tam o wiele dłużej niż pięć milionów lat

To mogło zmusić zwierzęta do szukania schronienia w siarkowym podziemiu Movile Cave. Byłaby to przystań, z wodami termalnymi zapewniającymi stałe ciepło, bez konkurentów i drapieżników oraz bogatym źródłem pożywienia.

Problem z tą teorią polega na tym, że trudno ją udowodnić.

„Jest bardzo prawdopodobne, że bakterie były tam o wiele dłużej niż pięć milionów lat, ale że owady zostały tam uwięzione mniej więcej w tym czasie” – mówi Murrell. „Mogły po prostu wpaść i zostać uwięzione, gdy odlew wapienny spadł, uszczelniając jaskinię aż do ponownego odkrycia w 1986 r.”

Może być tak, że różne zwierzęta przybyły w różnym czasie. A 2008 badanie Movile’s tylko ślimak zasugerował, że został w dół tam przez nieco ponad 2 miliony lat. Kiedy wszedł do jaskini, epoka lodowcowa dopiero się zaczynała, a ślimak mógł uciec przed zimnem, schodząc pod ziemię.

Jakkolwiek się tam dostali, wydaje się, że mieszkańcy Movile są teraz uwięzieni na dobre. Możemy się od nich wiele nauczyć.

Może być tak, że pierwsze żywe komórki były podobne do tych znalezionych w jaskini Movile.

Zdolność bakterii do utleniania metanu i dwutlenku węgla jest szczególnie interesująca. Te dwa gazy cieplarniane są największymi winowajcami globalnego ocieplenia, więc naukowcy są zdesperowani, aby znaleźć skuteczne sposoby usuwania ich z atmosfery.

Mikroby z Movile Cave mogą również oferować wskazówki na temat tego, jak pierwsze życie uformowało się na Ziemi. Są one genetycznie podobne do tych znalezionych w otworach geotermalnych, które są również bogate w dwutlenek węgla, siarczki i amoniak.

Warunki w obu miejscach mogą być podobne do pierwotnej Ziemi. We wczesnych latach naszego świata światło Słońca było przesłonięte przez atmosferę gęstą od dwutlenku węgla, metanu i amoniaku. Możliwe, że pierwsze żywe komórki były podobne do tych znalezionych w Movile Cave.

Prawie 30 lat po odkryciu Movile Cave pozostaje prawdopodobnie najbardziej odizolowanym ekosystemem na naszej planecie. Z pewnością ma jeszcze wiele tajemnic do przekazania. W osadach jaskini spoczywa mnóstwo innych organizmów, które czekają na identyfikację i mogą pomóc nam zrozumieć niektóre z naszych najgłębszych pytań o naturę życia.