10. De warmwaterbronnen van Yellowstone
Als je iets wilde doden, of misschien gewoon een lichaam zou weggooien, zou je niet veel beter kunnen dan de omstandigheden in de warmwaterbronnen van Yellowstone. De veren zijn in de buurt van het kookpunt van water en zuur genoeg om nagels op te lossen. Maar sommige microben gedijen daar, en de pigmenten die ze produceren, geven de veren levendige, buitenaardse kleuren.
De warmteminnende bacterie Thermus aquaticus is de beroemdste Yellowstone-microbe; het maakt een enzym dat onderzoekers in genetica-laboratoria gebruiken om kopieën van DNA te maken. Andere Yellowstone-microben eten waterstof en een paar jaar geleden ontdekten wetenschappers daar een geheel nieuw phylum van fotosynthetiserende bacteriën.
Omdat er in Yellowstone zoveel warmwaterbronnen en modderpotten en geisers zijn, met een verscheidenheid aan temperaturen en chemische samenstellingen, herbergt het park de grootste bekende diversiteit van archaea. Eenvoudige, eencellige organismen zonder kernen, archaea zijn een tak van het leven die pas sinds de jaren 1970 bekend is.
Veel archaea gedijen bij warme temperaturen (ze worden ook gevonden in vulkanen). En binnen sommige Yellowstone-archaea - gewoon om het microbiële ecosysteem te voltooien - zitten warmteminnende virussen.
9. In lichamen onder het vriespunt van water
Sommige dieren overleven niet alleen in omgevingen onder het vriespunt, maar in lichamen onder het vriespunt. Spinnen en insecten produceren antivries die voorkomt dat ze vast vriezen. De larven van bepaalde poolvliegen kunnen overleven en worden gekoeld tot ongeveer -76 Fahrenheit.
Veel soorten kikkers, salamanders en schildpadden bevriezen - meer dan 50 procent van het water in hun lichaam kan ijs zijn. De truc is dat ze zorgvuldig bepalen waar het ijs wordt gevormd. Terwijl het dier afkoelt, persen zijn cellen en organen water uit en krimpen. Alleen water buiten de cellen van het dier bevriest; de kristallen kunnen groeien tussen spiervezels of rond organen.
De koudste aanhoudende lichaamstemperatuur bij een zoogdier is ongeveer 27 graden Fahrenheit, gemeten in Arctische grondeekhoorns. Hun strategie wordt "onderkoeling" genoemd - hoewel de vloeistof in hun lichaam zich onder het vriespunt bevindt, elimineren de dieren elk materiaal waarop zich ijskristallen kunnen vormen.
8. Geheel alleen
De meeste ecosystemen zijn ingewikkeld. Een lid van een bepaalde soort moet andere soorten vinden om te eten en die soorten vermijden die het willen eten. Als het een parasiet is, heeft het een gastheer nodig; als het een plant is, heeft hij mogelijk bacteriën nodig om stikstof of bijen te verwerken om zijn bloemen te bestuiven.
Niet zo op de bodem van een bijna twee mijl diepe Zuid-Afrikaanse goudmijn. Daar is Candidatus Desulforudis audaxviator alles wat er is. Deze bacteriesoort, een van de diepste ooit gevonden, leeft op ongeveer 140 graden Fahrenheit, fixeert zijn eigen stikstof en eet sulfaat - alles in volledige isolatie.
7. De Galapagos-eilanden
Natuurlijk, ze staan bekend om het inspireren van Darwins evolutietheorie door natuurlijke selectie. Maar de reden dat het gemakkelijk is (nou ja, achteraf gezien) om de evolutie op deze eilanden waar te nemen, is dat ze bijna volledig onherbergzaam zijn voor het leven. Ze ontstonden in het midden van de Stille Oceaan als de toppen van nog steeds actieve vulkanen. Ze werden met hitte gesteriliseerd en 600 mijl van land.
Alles wat daar leeft vloog nu in de wind (de meeste planten daar hebben zaden in de lucht), reed een vreemde stroom (inclusief Galapagos-pinguïns, de enige soort in zijn soort om op de evenaar te leven), of dreef op een raf vegetatie (zoals de reuzenschildpadden). (Dat wil zeggen, afgezien van de soort die mensen recenter hebben geïntroduceerd.) Kolonisatie gebeurde zelden en de meeste soorten bleven waar ze landden, dus relatief eenvoudige ecosystemen groeiden op, met voldoende verschillen tussen eilanden om ze een etalage van evolutionaire principes te maken.
6. Zure mijndrainage (en tweede plaats)
Iron Mountain in Californië werd vanaf de jaren 1800 gedolven voor goud, zilver, koper en andere mineralen. De mineralen zijn afkomstig uit de wortels van een vulkaan en werden afgezet met veel sulfide - een verbinding die in aanwezigheid van water in zwavelzuur verandert. Mijnbouw legde de sulfiden bloot en maakte de residuen uiteindelijk net zo zuur als accuzuur en vol met zware metalen zoals arseen.
Maar er leven veel microben in de mijn. Ze drijven op een zuurmeer in een roze olievlek, een biofilm die wordt gemaakt door bepaalde bacteriën in de microbiële gemeenschap. Een deel van de archaea in de mijn eet ijzer en maakt de toch al zure omstandigheden nog zuurder door sulfide actief in zwavelzuur om te zetten. Het zuur eet pyriet (goud van de dwaas) en andere mineralen in de grot op en voegt meer metalen toe aan de giftige soep.
Deze habitat heeft nauwelijks andere zware omstandigheden voor microben omzeild: extreme hitte of koude, intense druk en zelfs straling van een kernreactor. Three Mile Island was geen Tsjernobyl, maar een ongeluk in 1979 veroorzaakte de gedeeltelijke afsmelting van een reactor en liet radioactief gas in de atmosfeer vrij. Het duurde vele jaren om de rommel op te ruimen, meestal met robots en op afstand bediende kranen die werden bediend via videocamera's. Tot grote verrassing van de opruimploeg was het koelwater in de buurt van de kern troebel: micro-organismen bloeiden erin ondanks een hoge mate van radioactiviteit.
Wat druk betreft, de grootste die bacteriën ooit hebben doorstaan, is 16.000 keer groter dan de atmosferische druk die we op zeeniveau ervaren. In experimenten in het Carnegie Institution in Washington, DC, hebben Robert Hazen en zijn collega's "een stam van de bekende darmbacterie Escherichia coli onderworpen aan de belachelijke druk van 16.000 atmosfeer - een waarde die per ongeluk werd verkregen door overijverig aandraaien van een diamanten aambeelddrukcel." Oops! Maar toen ze de bacteriën later onderzochten, hadden enkelen deze druk overleefd - die groter is dan elke druk op elke potentieel levensonderhoudende diepte (dat wil zeggen elke diepte die niet heter is dan de theoretische warmtelimiet voor het leven van 302 graden Fahrenheit) op de planeet.
De koudste aanhoudende lichaamstemperatuur bij een zoogdier is ongeveer 27 graden Fahrenheit, gemeten in Arctische grondeekhoorns. (Darrell Gulin / Corbis) 
Alles wat op de Galapagos-eilanden leeft, vloog nu in de wind, reed op een vreemde stroming of dreef op een vlot vegetatie. (Wolfgang Kaehler / Corbis) 
In Antarctica brengen keizerspinguïns maanden door bij temperaturen zo koud als -40 Fahrenheit. Ze overleven door samen te kruipen, warmte te delen en het oppervlak van hun lichaam dat is blootgesteld aan de kou te minimaliseren. (Frans Lanting / Corbis) 
De Devil's Hole-popvis, een van de eerste soorten die wordt beschermd onder de Endangered Species Act, is een van de zeldzaamste dieren ter wereld. Dit jaar werden er minder dan honderd geteld en in 2006 was de bevolking 38. (Kat Wade / San Francisco Chronicle / Corbis) 
Na het ongeval in 1979 op Three Mile Island, was de schoonmaakploeg verrast om micro-organismen te vinden die bloeiden in het sterk radioactieve koelwater nabij de kern. (Bettmann / Corbis) 
De warmwaterbronnen van Yellowstone zijn in de buurt van het kookpunt van water en zuur genoeg om nagels op te lossen. Maar sommige microben gedijen daar, en de pigmenten die ze produceren, geven de veren levendige, buitenaardse kleuren. (Jim Peaco / NPS) 5. Beneath a Crack in Death Valley National Park
Death Valley is de laagste, heetste en droogste plaats in de Verenigde Staten - geen geweldige plek om een vis te zijn. Maar zeven soorten poppen hangen eraan, de laatste overlevenden van meren die 10.000 jaar geleden opdroogden. Nu zitten de vissen vast in bronnen, zoute moerassen en in Devil's Hole, een ondergrondse watervoerende laag die alleen bereikbaar is door een nauwe kloof in de rots.
De Devil's Hole-popvis, een van de eerste soorten die wordt beschermd onder de Endangered Species Act, is een van de zeldzaamste dieren ter wereld. Dit jaar werden er minder dan honderd geteld en in 2006 was de bevolking 38.
4. Deep Sea Vents
Diepzee openingen zijn de prototypische vreemde plek voor het leven. Complexe ecosystemen, voor het eerst ontdekt in 1977, gedijen in uiterste duisternis, onder intense druk, gevoed door zwavel. De ventilatieopeningen bevinden zich op de kruispunten van twee oceanische platen. In tegenstelling tot de meeste aardbevingen en vulkaanzones, waar twee platen samenkomen, zijn ventilatieopeningen plaatsen waar twee platen uit elkaar spreiden. Water sijpelt in de gebarsten korst, neemt mineralen en warmte op en spuit uit de ventilatieopeningen.
Aan de onderkant van de voedselketen bevinden zich microben die hun energie halen uit chemicaliën in de ventilatieopeningen, meestal waterstofsulfide. Honderden andere soorten zijn ontdekt die alleen in deze ventilatieopeningen leven, waaronder verschillende buiswormen, zeepokken, mosselen en garnalen.
3. Op heel, heel oude leeftijd
Bacteriën onder stress vormen vaak sporen, kleine dopklompjes die het bacteriële DNA bevatten en sommige cellulaire machines maar inactief zijn. De sporen kunnen allerlei trauma - hitte, koude, gammastraling, ultraviolette straling, hoge druk, lage druk - heel lang overleven. Hoe lang? Welnu, er zijn enkele spectaculaire claims geweest, waarvan sommige nog steeds debatteren.
In 1995 rapporteerden wetenschappers dat ze sporen van de darm van een bij hadden geïsoleerd in barnsteen van 25 miljoen tot 40 miljoen jaar oud. Ze zeiden dat ze de sporen en gekweekte bacteriën ervan hadden doen herleven.
Een paar jaar later meldde een ander team het doen herleven van veel oudere sporen - 250 miljoen jaar oud - van zoutkristallen.
Er is veel discussie geweest over de claims, vooral de laatste, omdat het zo gemakkelijk is om bacteriële besmetting zelfs diep in de grond te krijgen.
Meer recent hebben wetenschappers bacteriën gereanimeerd die al miljoenen jaren op ijs liggen. De bacteriën waren in zwevende animatie in het oudste ijs op aarde, in een vallei op Antarctica. Die ongeveer een miljoen jaar oud kwamen relatief gemakkelijk tot leven, en sommige van de oudste, die 8 miljoen jaar geleden met ijs bedekt waren, vertoonden ook tekenen van leven.
2. De koudste plekken op aarde
Technisch gezien zijn er koudere plekken op aarde dan het Noordpoolgebied en Antarctica, maar je moet naar een natuurkundig laboratorium gaan om ze te vinden.
Buiten het lab is niets zo ellendig voor een warmbloedig wezen als een poolwinter. In Antarctica brengen keizerspinguïns maanden door bij temperaturen zo koud als -40 Fahrenheit, in het donker, zonder te eten, terwijl ze eieren uitbroeden. Hoe beheren ze het? Ze zijn de definitie van ellendig liefhebbend gezelschap: ze kruipen samen, delen warmte en minimaliseren het oppervlak van hun lichaam dat wordt blootgesteld aan de kou. Ze verlagen ook hun metabolisme met ongeveer 25 procent en hun kerntemperatuur met enkele graden.
Aan de andere kant van de aarde heeft een zeldzame eend die een brilreider wordt genoemd, open water nodig om te voeden - wat ongemakkelijk is gezien het feit dat het grootste deel van het Noordpoolgebied bevriest. Tot een paar jaar geleden hadden wetenschappers geen idee waar deze eiders hun winters doorbrachten. Het blijkt dat ze samen in scheuren tussen platen van zeeijs kruipen, naar kokkels duiken en hun warmte delen, en mogelijk hun kleine stukje open water voldoende oprollen om te voorkomen dat het bevriest.
1. In de stratosfeer
Ja, de stratosfeer - de laag van de atmosfeer van de aarde die ongeveer zes mijl boven de grond begint. Enorme stofstormen uit de Sahara en andere woestijnen verplaatsen jaarlijks miljoenen tonnen grond, en een schokkend aantal en verschillende microben gaan mee voor de rit. Dale Griffin, van de US Geological Survey, heeft microben in stof verzameld op hoogtes tot 60.000 voet (meer dan 11 mijl hoog).
Wat is daarboven? Bacteriën, schimmels, virussen - honderden verschillende soorten. Verontrustend zijn veel van de geïdentificeerde microben bekende menselijke pathogenen: Legionella (die de ziekte van Legionair veroorzaakt), Staphylococcus (die staph-infecties veroorzaakt), en veel microben die longziekten veroorzaken als (ahem) wordt ingeademd.
"Ik was verrast door het aantal levensvatbare micro-organismen dat we in zeer kleine hoeveelheden lucht konden vinden wanneer woestijnstof aanwezig was", zegt Griffin. "Als je kijkt, zijn ze er - zelfs in de meest extreme omgevingen."
