В Антарктиде в одной из скрытых полостей, герметично запечатанной 400-метровым слоем льда, уже два миллиона лет спокойно живут бактерии. Без доступа света и при полном отсутствии кислорода. Открытие поможет исследователям по-новому взглянуть на приспособляемость жизни к экстремальным условиям, в частности — случавшимся в далёком прошлом нашей планеты, а заодно и на возможность существования микроорганизмов на Марсе или Европе. 

 

как выяснилось, в одной из скрытых полостей, герметично запечатанной 400-метровым слоем льда, уже два миллиона лет спокойно живут бактерии. Без доступа света и при полном отсутствии кислорода. Открытие (и его объяснение) поможет исследователям по-новому взглянуть на приспособляемость жизни к экстремальным условиям, в частности — случавшимся в далёком прошлом нашей планеты, а заодно и на возможность существования микроорганизмов на Марсе или Европе.

Сенсационную весть принесли Джилл Микуки (Jill Mikucki) из Дартмутского колледжа (Dartmouth College) и её коллеги из ряда других институтов и университетов, проведшие не один сезон в изучении «Кровавого водопада» (Blood Falls). Этот сравнительно небольшой выход жидкого рассола по трещине, ведущей глубоко под ледник Тейлора (Taylor Glacier), получил своё имя из-за красно-рыжего цвета, о происхождении которого нужно будет сказать особо.

Завершив шестилетний сбор проб из этого источника (спорадически включающегося и выключающегося), учёные установили — вода поднимает из глубин земли живые микроорганизмы, которые были заперты в скрытом резервуаре 1,5-2 миллиона лет.

 

 

О существовании жизни в подлёдных озёрах Антарктики учёные рассуждают с 1960-х годов, но точно установить этот факт мешали два обстоятельства — необходимость бурения сотен метров, а то и километров льда и опасения по поводу заражения уникальных закрытых экосистем «внешними» бактериями. Потому в том же легендарном озере Восток учёные всё «топчутся» на месте, хотя следы микроорганизмов там давно найдены, ещё на подходе скважины к границе лёд-вода.

Blood Falls же предоставил биологам уникальную возможность получить в свои руки образцы воды с огромной глубины без риска заражения «секретного» оазиса, спрятанного в одной из сухих долин Антарктиды. И вот теперь объявлено сразу о нескольких открытиях.

Генетический анализ показал — под толщей ледника Тейлора живут 17 различных видов микроорганизмов. «Это немного похоже на находку леса, который никто не видел в течение полутора миллионов лет, — говорит одна из участниц исследования Энн Пирсон (Ann Pearson) из Гарварда (Harvard University), — Интригующе то, что эти виды во многом аналогичны современным организмам и в то же время совершенно отличны от них. Что, несомненно, есть результат проживания в таких суровых условиях столь длительное время».

 

 

Одно из условий — отсутствие растворённого в воде кислорода — показал химанализ проб. «Это был тот момент, когда впору кричать „Эврика!“ — говорит Микуки. Дальше начался настоящий детектив.

Во-первых, генетический анализ бактерий показал, что они родственны известным бактериям, которые используют для дыхания сульфат. Но изотопный анализ кислорода в сульфате (который также в изобилии присутствовал в воде из „Кровавого водопада“) привёл учёных к выводу, что подлёдные микроорганизмы, хотя и используют данное соединение в своих нуждах, — вовсе не дышат им. А чем тогда?

Ответ подсказал цвет водопада. Ещё раньше исследователи установили, что за рыжий оттенок отвечает ржавчина: вода, выходящая из ледяной трещины на божий свет, оказалась чрезвычайно богата растворимым двухвалентным железом, которое тут же окисляется, соединяясь с кислородом воздуха.

А двухвалентное железо там могло появиться, только если его поставляли микроорганизмы, конвертируя из трёхвалентного железа, нерастворимого в воде.

 

Таким образом, сформировалась стройная картина: 1,5-2 миллиона лет назад на этом месте был фьорд. Когда началось оледенение, уровень моря упал и сравнительно небольшой водоём на континенте оказался запечатан сверху мощным ледником.

Микробы же, попавшие в западню, „не растерялись“. Они всё это время жили, перерабатывая остатки органики, запертой вместе с ними, причём дышали они железом из окружающих пород (вместо кислорода) при содействии сульфата в качестве катализатора.

(Вся биогеохимия этого сообщества расписана в статье авторов открытия в Science, а некоторые детали — в пресс-релизеДартмутского колледжа.)

Такой цикл учёные уже воспроизводили в лаборатории, но никогда не наблюдали в природе.

„Этот солёный пруд является капсулой времени, — радуется Джилл. — Я не знаю другой такой среды на Земле“.

Точный размер скрытого водоёма — неизвестен. Но предполагается, что он спрятан от солнца почти полукилометровой толщей льда, а тянется на расстояние почти четыре километра.

 

 

Выживание бактерий в таком негостеприимном месте вновь подняло в научной среде тему »Земли-снежка" (Snowball Earth), то есть гипотезы глобального оледенения, произошедшего порядка 650-700 миллионов лет назад и оставившего после себя ряд геологических «примет».

Учёные давно спорят — было ли то оледенение полным (по некоторым оценкам, буквально вся Земля — от полюса до полюса — превратилась тогда в единый ледяной шарик, позже её вернули к жизни вулканизм и выбрасываемый в атмосферу в углекислый газ) или кое-где оставались открытые участки океана. Спорят и о силе, и даже продолжительности оледенения (есть версия, что оно состояло из нескольких «частей», перемежавшихся паузами-оттепелями). Так или иначе, но один из самых интригующих вопросов — как жизнь на Земле не оборвалась в эту эпоху?

На этот вопрос есть несколько теоретических ответов, и вполне возможно, тогда сработало сразу несколько «схем» выживания. Но микробы из Blood Falls — это не просто ответ, а натурная модель такого процесса адаптации к ледяному плену, пусть ловушка в Антарктике захлопнулась намного ближе к нашему времени.

Учёные давно соотносят гипотетическую подлёдную биосферу Антарктиды (на этом континенте имеются не только скрытые миллионы лет назад озёра, но целые изолированные реки) с потенциальным способом сохранения жизни в куда более раннюю эпоху — то есть в криогенийский период.

Теперь таких «специалистов по выживанию» можно буквально пощупать.

Источник