Льды Антарктики показали новые неизведанные формы жизни

Большое и разнообразное семейство питающихся каменными породами бактерий и других микроорганизмов обитает в пресноводном озере, похороненном под почти километровой толщей антарктического льда.

Это открытие не только позволило обнаружить ещё одну среду с экстремальными условиями, где может процветать земная жизнь, но и подтвердило вероятность того, что подобные виды, возможно, жили или даже всё ещё живут на других планетах.

Учёный несёт пробы из подлёдного озера Уилланс (фото J. T. Thomas)

Научная работа, опубликованная в журнале Nature, подтверждает проведённые 20 лет назад исследования, в ходе которых микробы были обнаружены в замороженных пробах воды, извлечённых из озера Восток – крупнейшего подлёдного антарктического озера.

"Обнаружение подобных экосистем подо льдом было в своём роде неожиданностью, – рассказывает биолог университета Луизианы Брент Кристнер (Brent Christner). – Распространено мнение, что никакие живые организмы не могут выжить в столь экстремальных условиях".

В ходе нового исследования Кристнер и его коллеги проанализировали образцы, полученные из другого подлёдного озера, известного как озеро Уилланс (Whillans Ice Stream) в Западной Антарктиде. Данное озеро – часть обширной и развивающейся подлёдной дренажной системы. Оно располагается на глубине 800 метров под поверхностью льда всего в 640 километрах от Южного полюса.

Колонии бактерий из образца вод подлёдного озера Уилланс (фото Brent Christner).

Первый образец был получен 28 января 2013 года. Хотя многие исследователи давно мечтали исследовать скрытые озёра Антарктики и отыскать признаки жизни, бурение зашло в тупик в связи с угрозой загрязнения, которая поставила бы под сомнение обнаружение организмов-аборигенов. Команда потратила шесть лет на разработки безопасных процедур выборки, а затем преодолела многочисленные препятствия, например, транспортировку сотен тонн оборудования в столь удалённую точку земного шара.

Однако усилия вознаградились: учёным удалось обнаружить по меньшей мере 3931 микробный вид или группу видов в озёрных водах. Причём многие из них используют в качестве пищи и источника энергии неорганические соединения. Так как маловероятно, что вода в озеро просочилась сквозь почти километровый слой льда, учёные считают, что вода поступает из геотермального источника на дне озера, а также во время плавления льдов.

Изучение образцов показало: жизнь сохранялась там без солнечной энергии в течение как минимум последних 120 тысяч лет (а, возможно, даже миллиона лет). Это может быть крупнейшая неисследованная экосистема на нашей планете, ведь антарктический континент занимает 9% земного шара.

"Микробы в воде, скорее всего, выживают за счёт питательных веществ и энергии, получаемой из тающего льда, щебня и переработки материалов мёртвых микроорганизмов, – считает соавтор работы гляциолог Мартин Трантер (Martyn Tranter) из Бристольского университета. – Причём ледяные среды на Земле потенциально очень схожи ледяными условиями других миров, например, марсианскими. В конце концов, некогда там была жидкая вода, а также присутствуют нужные типы горных пород и окислители: микробы могут получать энергию из этих соединений".

Изображение кокковидных микроорганизмов из подлёдного озера (фото Trista Vick-Majors).

Многие из подлёдных архей получают энергию из химических соединений аммония и углекислого газа. Другая группа микроорганизмов использует углерод и метан, неорганические нитраты и сульфиды. Скорее всего, источник аммония и метана является распад органического вещества, которое попало в воды озера сотни тысяч лет назад, когда Антарктида была теплее и Западная Антарктида была затоплена морями.

Правда, не все учёные считают, что стоит сравнивать жизнь на полюсе с потенциально существующей внеземной. Специалисты, изучающие Марс, например, уверены, что сходство не столь очевидно. Поскольку озеро Уилланс находится на краю Западного Антарктического ледникового щита, возможно, оно всё-таки контактировало с внешним миром за последние полмиллиона лет.

Велика вероятность, что экосистема не зародилась сама по себе, а была занесена ветром и потом просто выжила в экстремальных условиях. Учёные планируют провести ряд дополнительных исследований и попытаться определить, как именно появилась жизнь в холодных тёмных водах подо льдами Антарктиды.