В одном из самых отдаленных озер Антарктиды, около 65 футов под ледяной поверхностью, ученые из НАСА, Института исследований пустынь (DRI) в Рино, штат Невада, Иллинойского университета в Чикаго и еще девяти других учреждений обнаружили сообщества бактерий. Это открытие жизни, существующей в одной из самых темных, самых соленых и самых холодных мест обитания Земли, является значительным, поскольку оно помогает увеличить наши ограниченные знания о том, как жизнь может поддерживать себя в этих экстремальных условиях на нашей собственной планете и за ее пределами.
Озеро Вида, крупнейшее из нескольких уникальных озер, найденных в Сухих Долинах МакМердо, не содержит кислорода, в основном заморожено и обладает самыми высокими уровнями закиси азота любого природного водоема на Земле. Бриллиантовая жидкость, которая примерно в шесть раз более соленая, чем морская вода, просачивается в ледяную среду, где средняя температура составляет минус 8 градусов по Фаренгейту. Международная команда ученых опубликовала свои выводы в Интернете 26 ноября в «Трудах Национальной академии наук раннего издания».
«Это исследование представляет собой окно в одну из самых уникальных экосистем на Земле, – говорит Элисон Мюррей, молекулярный микробный эколог и полярный исследователь DRI и ведущий автор отчета. «Наши знания о геохимических и микробных процессах в беззаботных ледяных средах, особенно при низких температурах, до сих пор практически неизвестны. Эта работа расширяет наше понимание типов жизни, которые могут выжить в этих изолированных, криоэкосистемах и о том, как различные стратегии могут использоваться для существования в таких сложных условиях ».
Несмотря на очень холодную, темную и изолированную природу среды обитания, в докладе говорится, что соляной раствор содержит удивительно разнообразное и богатое множество бактерий, которые выживают без постоянного источника энергии от солнца. Предыдущие исследования озера Вида, относящиеся к 1996 году, показывают, что рассол и его жители были изолированы от внешних воздействий более 3000 лет.
«Эта система, вероятно, является лучшим аналогом, который мы имеем для возможных экосистем в подземных водах луны Сатурна Энцелад и Луны Юпитера Европы», – сказал Крис МакКей, старший научный сотрудник и соавтор статьи в Исследовательском центре NASA Ames, Moffett Field, Калифорния.
Мюррей и ее соавторы и соавторы, в том числе Питер Доран, главный исследователь проекта в Университете штата Иллинойс в Чикаго, разработали строгие протоколы и специализированное оборудование для своих полевых кампаний на 2005 и 2010 годы для отбора проб из солевого раствора, избегая при этом загрязнения нетронутой экосистемы ,
«Микробная экосистема, обнаруженная на озере Вида, расширяет наши знания об экологических ограничениях на всю жизнь и помогает определить новые ниши для жизни», – сказал Адриан Понсе, соавтор Лаборатории реактивного движения NASA Пасадены, штат Калифорния, который перечислил жизнеспособные популяции бактериальных спор, извлеченных от озера Вида.
Чтобы пробовать уникальные среды, такие как, исследователи должны работать под безопасными, стерильными палатками на поверхности озера. Палатки держали место и оборудование в чистоте, поскольку исследователи пробурили ледяные ядра, собрали образцы соленого рассола, обитающего в озерном льду, и оценили химические свойства воды и ее потенциал для укрывательства и поддержания жизни.
Геохимические анализы предполагают, что химические реакции между рассолом и лежащими в основе богатыми железом осадками порождают закись азота и молекулярный водород. Последнее, в частности, может обеспечить энергию, необходимую для поддержки разнообразной микробной жизни рассола.
В настоящее время проводятся дополнительные исследования для анализа абиотических, химических взаимодействий между солевым раствором озера Вида и его отложениями, в дополнение к исследованию микробного сообщества с использованием различных подходов к секвенированию генома. Результаты могут помочь объяснить потенциал жизни в других соленых, криогенных средах за пределами Земли, таких как предполагаемые подземные водоносные горизонты на Марсе.
Это исследование было частично профинансировано Программой астробиологии НАСА в сотрудничестве с Иллинойским университетом в Чикаго и Исследовательским институтом пустыни, некоммерческим исследовательским кампусом Невадской системы высшего образования.