Под поверхностью антарктического озера найдены древние микроорганизмы

Озеро Вида, самое большое из нескольких уникальных озер в области «мертвых долин» Макмердо

Недавнее новаторское исследование, опубликованное в издании Proceedings of the National Academy of Sciences, проводимое под руководством доктора Элисон Мюррей и доктора Кристиана Фритсена из Исследовательского института Невады, впервые обнаружило жизнеспособное сообщество бактерий, которые выживают в темной, соленой и чрезвычайно холодной среде под почти 20 метрами льда в одном из самых изолированных озер Антарктиды несколько тысячелетий.

Озеро Вида, самое большое из нескольких уникальных озер в области «мертвых долин» Макмердо, не содержит кислорода, оно почти полностью замерзшее и обладает самыми высокими уровнями закиси азота по сравнению с любым естественным водоемом на Земле. Озерная жидкость, которая является приблизительно в шесть раз более соленой, чем вода в большинстве земных морей, проникает в ледяную среду, средняя температура которой – минус 13,5 градуса Цельсия (8 градусов по Фаренгейту).

«Это исследование открывает окно в одну из самых уникальных экосистем на Земле, – говорит ведущий автор проекта Мюррей, молекулярный эколог по микробным сообществам и полярный исследователь в течение последних 17 лет, участница 14 экспедиций на Южный полюс и в Антарктиду. – Наше знание геохимических и микробных процессов в неосвещенной экстремально холодной среде, особенно при минусовых температурах, до сих пор практически сводилось к минимуму. Эта работа расширяет наше понимание разновидностей живых организмов, которые способны выжить в изолированных криоэкосистемах, и то, какие механизмы используют эти организмы, как им удается приспособиться, чтобы существовать в такой враждебной окружающей среде».

Несмотря на то, что природа данной среды очень холодная, лишенная какого-либо источника света и полностью изолированная, ученые заключили, что эта соленая вода питает удивительно разнообразную и богатую «коллекцию» бактерий, которые выживают без источника энергии дневного солнца. Предыдущие исследования озера Вида, относящиеся к 1996 году, указывают на то, что морская вода и ее жители были изолированы от любых проявлений внешних воздействий более 3000 лет.

Мюррей и другие члены исследовательской группы, включая научного руководителя проекта, доктора Питера Дорэна из Университета Иллинойса в Чикаго, создали пошаговый план действий и разработали специализированное оборудование для своих исследовательских кампаний. Цель состояла в том, чтобы взять пробу озерной воды и при этом не занести в изолированную древнюю экосистему современные микроорганизмы.

Чтобы взять образец уникальной среды, исследователи работали под безопасными стерильными навесами над поверхностью озера, чтобы место работы и оборудование не соприкасались с окружающей средой. Под непроницаемыми тентами исследователи просверлили многометровый лед, собрали образцы соленой воды и затем проанализировали ее химические качества и способность поддерживать жизнь. Кроме того, ученые описали новообнаруженные организмы.

Геохимические исследования предполагают, что химические реакции между морской водой и подповерхностными богатыми железом отложениями произвели закись азота и молекулярный водород. Последний частично может обеспечить энергию, которая должна была поддержать разнообразную микробную жизнь озерной воды.

«Вероятно, поддерживающий жизнь источник энергии существует исключительно благодаря химической реакции между бескислородной соленой водой и скалистой породой», – объясняет эколог по микробным системам Кристиан Фритсен.

«Если это так, это дает нам совершенно новую структуру того, как может поддерживаться жизнь в криоэкосистемах на Земле и на других ледяных планетах во Вселенной», – добавляет Мюррей.

Мюррей говорит, что в настоящее время полным ходом идет дальнейшее исследование, цель которого – проанализировать абиотические химические взаимодействия между соленой водой озера Вида и осадочными породами, в дополнение к исследованию микробного сообщества при помощи различных подходов полного генома. Результаты исследования могут помочь ученым понять, есть ли потенциал для существования жизни в другой соленой криогенной среде вне Земли.

Морская вода озера Вида также представляет собой криоэкосистему, которая является подходящим и доступным аналогом почв, отложений, заболоченных мест и озер, лежащих в основе Антарктического ледового щита, который другие полярные исследователи сейчас начинают изучать.