Антарктика преподнесла учёным сюрприз: как выяснилось, в одной из укрытых полостей, герметично запечатанной 400-метровым слоем льда, уже два миллиона лет расслабленно живут бактерии. Без доступа света и при полном отсутствии кислорода. Открытие (и его разъяснение) поможет исследователям заного посмотреть на приспособляемость жизни к экстремальным условиям, а именно - случавшимся в отдалёком прошедшем
Антарктика преподнесла учёным сюрприз: как выяснилось, в одной из укрытых полостей, герметично запечатанной 400-метровым слоем льда, уже два миллиона лет расслабленно живут бактерии. Без доступа света и при полном отсутствии кислорода. Открытие (и его разъяснение) поможет исследователям заного посмотреть на приспособляемость жизни к экстремальным условиям, а именно - случавшимся в отдалёком прошедшем нашей планетки, а заодно и на возможность существования микробов на Марсе либо Европе.
Сенсационную известие принесли Джилл Микуки (Jill Mikucki) из Дартмутского института (Dartmouth College) и её коллеги из ряда других институтов и институтов, проведшие не один сезон в исследовании "Кровавого водопада" (Blood Falls). Этот сравнимо маленький выход водянистого рассола по трещинке, ведущей глубоко под ледник Тейлора (Taylor Glacier), получил своё имя из-за красно-рыжего цвета, о происхождении которого необходимо будет сказать особо.
Завершив шестилетний сбор проб из этого источника (спорадически включающегося и выключающегося), учёные установили - вода поднимает из глубин земли живы мельчайшие организмы, которые были заперты в сокрытом резервуаре 1,5-2 миллиона лет.
"Кровавый водопад" в равнине Тейлора (фото Chris Gardner)
О существовании жизни в подлёдных озёрах Антарктики учёные рассуждают с 1960-х годов, но точно установить данный факт мешали два происшествия - необходимость бурения сотен метров, а то и км льда и опаски по поводу инфецирования уникальных закрытых экосистем "наружными" микробами. Поэтому в том же знаменитом озере Восток учёные всё "топчутся" на месте, хотя следы микробов там издавна найдены, ещё на подходе скважины к границе лёд-вода.
Blood Falls же предоставил биологам уникальную возможность получить в свои руки эталоны воды с большой глубины без риска инфецирования "секретного" оазиса, спрятанного в одной из сухих долин Антарктиды. И вот сейчас объявлено сходу о нескольких открытиях.
Генетический анализ показал - под толщей ледника Тейлора живут 17 разных видов микробов. "Это малость похоже на находку леса, который никто не лицезрел в течение полутора миллионов лет, - гласит одна из участниц исследования Энн Пирсон (Ann Pearson) из Гарварда (Harvard University), - Заманчиво то, что эти виды почти во всем подобны современным организмам и в то же время совсем отличны от их. Что, непременно, есть итог проживания в таких грозных критериях настолько долгое время".
Исследование, которое возглавила Микуки (на снимке), финансировали Государственный научный фонд США (NSF), NASA и организация Harvards Microbial Sciences Initiative (фото Jill Mikucki).
Одно из критерий - отсутствие растворённого в воде кислорода - показал химанализ проб. "Это был тот момент, когда впору орать "Эврика!" - гласит Микуки. Далее начался реальный детектив.
Во-1-х, генетический анализ микробов показал, что они родственны известным микробам, которые употребляют для дыхания сульфат. Но изотопный анализ кислорода в сульфате (который также в обилии находился в воде из "Кровавого водопада") привёл учёных к выводу, что подлёдные мельчайшие организмы, хотя и употребляют данное соединение в собственных нуждах, - совсем не дышат им. А чем тогда?
Ответ дал подсказку цвет водопада. Ещё ранее исследователи установили, что за рыжеватый колер отвечает ржавчина: вода, выходящая из ледяной трещинкы на божий свет, оказалась очень богата растворимым двухвалентным железом, которое здесь же окисляется, соединяясь с кислородом воздуха.
А двухвалентное железо там могло показаться, только если его поставляли мельчайшие организмы, конвертируя из трёхвалентного железа, нерастворимого в воде.
Спутниковый снимок места деяния, стрелкой помечен замороженный и временами включающийся водопад (фото NASA).
Таким макаром, сформировалась стройная картина: 1,5-2 миллиона годов назад на этом месте был фьорд. Когда началось обледенение, уровень моря свалился и сравнимо маленький водоём на материке оказался запечатан сверху массивным ледником.
Бактерии же, попавшие в ловушку, "не растерялись". Они всё это время жили, перерабатывая остатки органики, запертой совместно с ними, причём дышали они железом из окружающих пород (заместо кислорода) при содействии сульфата в качестве катализатора.
(Вся биогеохимия этого общества расписана в статье создателей открытия в Science, а некие детали - в пресс-релизе Дартмутского института.)
Таковой цикл учёные уже воспроизводили в лаборатории, но никогда не следили в природе.
"Этот солёный пруд является капсулой времени, - радуется Джилл. - Я не знаю другой таковой среды на Земле".
Четкий размер укрытого водоёма - неизвестен. Но подразумевается, что он спрятан от солнца практически полукилометровой толщей льда, а тянется на расстояние практически четыре километра.
Микуки за сбором проб из "Кровавого водопада" (фото Jill Mikucki).
Выживание микробов в таком негостеприимном месте вновь подняло в научной среде тему "Земли-снежка" (Snowball Earth), другими словами догадки глобального обледенения, произошедшего порядка 650-700 миллионов годов назад и оставившего после себя ряд геологических "воспримет".
Учёные издавна спорят - было ли то обледенение полным (по неким оценкам, практически вся Земля - от полюса до полюса - перевоплотился тогда в единый ледяной шарик, позднее её возвратили к жизни вулканизм и выкидываемый в атмосферу в углекислый газ) либо где-то оставались открытые участки океана. Спорят и о силе, и даже длительности обледенения (есть версия, что оно состояло из нескольких "частей", перемежавшихся паузами-оттепелями). Так либо по другому, но один из самых интригующих вопросов - как жизнь на Земле не оборвалась в эту эру?
На этот вопрос есть несколько теоретических ответов, и полностью может быть, тогда сработало сходу несколько "схем" выживания. Но бактерии из Blood Falls - это не просто ответ, а натурная модель такового процесса адаптации к ледяному плену, пусть ловушка в Антарктике захлопнулась намного поближе к нашему времени.
Учёные издавна соотносят гипотетичную подлёдную биосферу Антарктиды (на этом материке имеются не только лишь сокрытые миллионы годов назад озёра, но целые изолированные реки) с возможным методом сохранения жизни в куда более раннюю эру - другими словами в криогенийский период.
Сейчас таких "профессионалов по выживанию" можно практически пощупать.
В криогенийский период похолодание зашло очень далековато. Увеличивающийся рост льда на полюсах увеличивал альбедо планетки, что приводило к её предстоящему остыванию. А ещё заморозка воды приводила к падению числа туч, что также понижает температуру.
После того как всё совсем замёрзло и фотосинтез практически либо стопроцентно застыл, начать оборотный процесс разогрева смогли только вулканы, за счёт которых в атмосфере накопилось неограниченное количество углекислого газа (в 350 раз больше, чем на данный момент, - до 13% атмосферы), также метана - их нечему было усваивать. За миллион лет парниковых газов набралось довольно, чтоб запустить процесс разморозки, на который ушло, предположительно, всего 1000 лет. В этот момент жизнь испытала мощнейший всплеск, что за несколько последующих 1000-летий опять изменило атмосферу (возвратило ей кислород и убрало излишний CO2) (кадры BBC).
А ещё бактерии из-под ледника Тейлора являют собой живой пример микробов, которые могли бы развиться в грозных критериях Марса и Европы. И не 1-ый таковой пример, заметим. Приспособляемость и вариативность микробов - потрясает.
Ведь нашли же учёные жизнь в толще пород под морским дном и в глубочайшей "золотой" шахте. Про экстремофилов из чёрных курильщиков и гласить нечего. В общем, там, где нет фотосинтеза, жизнь находит другие пути для включения энергетических цепочек. И не напрасно макеты ботов, которые должны находить бактерий на оледенелом юпитерианском спутнике, исследователи хотят тестировать конкретно в Антарктике, а именно, в вечно покрытом льдом озере Бонни (Lake Bonney), как раз связанном с ледником Тейлора.
Аналогично можно сказать, что пример микробов из Blood Falls указывает возможность сохранения жизни не только лишь в отдалёком прошедшем, да и в очень отдалёком будущем - какие бы потрясения климата нашу планетку ни ожидали. Пусть перемены эти могут быть не такими резвыми, как несчастное глобальное потепление. (О неоднократной сборке-разборке материков и её связи с климатом планетки мы детально ведали).
"Я думаю, что это умопомрачительное исследование, - гласит Алан Кауфман (Alan Kaufman), биогеохимик из института Мэриленда (University of Maryland), прокомментировавший работу Джилл. - Оно указывает впечатляющие новые условия, которые мы можем изучить, чтоб осознать "жизнь на грани".
"Такое место, как это, есть, возможно, самый близкий аналог критерий для жизни подо льдами Марса, какой мы только можем отыскать", - вторит ему гляциолог Славек Тулачик (Slawek Tulaczyk) из института Калифорнии (University of California, Santa Cruz).
Экстремофилы (Extremophile) - очень многообразны. Одним нипочём мгла и холод, другим - стршная жара, как микробам в жарких ключах Йеллоустоуна (фото Jim Peaco, National Park Service).
А ведь ещё есть бактерии, устойчивые к колоссальной радиации, стршной солёности, сильному ультрафиолету, "практически космосу" и очень щелочной среде.
Жизнь в экстремальном холоде и жизнь в кипяточке, жизнь в солях и подкислённой среде, жизнь без кислорода - чего ещё изволите? Природа богата на выдумки. Такие мысли приходят после ознакомления с открытием Микуки и её соратников. И кто после чего будет колебаться, что жизнь вероятна и вне Земли?
источник
Что еще поглядеть по данной теме... Арктика 2007 in География
Арктика 2007 («Российская полярная экспедиция "Арктика-2007"») - русская научно-исследовательская экспедиция к Северному полюсу 2007 года, в процессе которой в первый раз в истории люди достигнули дна в ...
Ходим по Антартике
in География
На гугловских картах, в режиме Street View, появились
панорамы антарктического острова Полумесяца. ...
