Hluboko pod antarktickým ledem se staré jezero hemží životními formami, které jedí skálu. Ukázky chilli vařeného z jezera Whillans, které leží 2600 stop pod západní antarktickou ledovou pokrývkou, ukazují, že v pohřbeném těle vody se nachází téměř 4000 druhů nebo skupin druhů mikrobů.
Související obsah
- Tisíce druhů nalezených v jezeře odříznuté od světa po miliony let
- Vostok: Hledám život pod antarktickým ledovcem
Povrch jezera byl pravděpodobně naposledy odhalen v pozdní pleistocénové epochě, nejvýše před 1 milionem let. Od té doby jeho vody neviděly téměř žádné sluneční světlo a průměrné teploty kolem -63 stupňů Fahrenheita. Objev potvrzuje dřívější náznaky, že život najde způsob, jak přežít v takových extrémních prostředích, a zvyšuje to možnost, že by určitá forma života mohla být právě teď živá na ledových měsících sluneční soustavy, jako je například Jupiterův měsíc Evropa.
Jezero Whillans je jedním ze stovek subglaciálních jezer, která přetrvávají pod Antarktidou. Satelity poprvé odhalily tato skrytá vodní útvary před desítkami let. „Vynikající otázkou bylo, zda je životní prostředí na bázi ledové pokrývky skutečně vhodné pro mikrobiální život, “ vysvětluje Brent Christner, mikrobiolog na Louisianské státní univerzitě v Baton Rouge.
Christner je součástí týmu Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling (WISSARD), který zahrnuje celou řadu institucí po celém světě a zahrnuje armádu vědců a studentů. Od roku 2009 se posádka WISSARD snaží zjistit, jaký je život na jižním kontinentu. Vědci začali mít podezření, že mikroby mohly žít na podbřišku ledovce již v roce 1999. Základní vzorky z největšího antarktického jezera, jezera Vostok, odhalily genetické stopy mikrobů zamrzlých na okraji ledové pokrývky. Ale je tu šance, že tito tvorové pocházeli z kontaminované vrtací tekutiny, a to, zda představují součást živého, dýchajícího ekosystému, zůstává na debatě. (Nevadí mimořádné tvrzení, že by jezero mohlo obsahovat ryby.)
Díky několika věcem se Lake Whillans stala dobrým kandidátským místem pro nalezení subglaciálního života. Leží jen asi půl míle pod povrchem ve srovnání s hloubkou dvou mil od jezera Vostok. Jezero se také vlévá do Rossovského moře, takže případné nečistoty by nakonec byly vyplaveny a po vrtání by jezero zůstalo relativně nedotčené. Nemluvě o jezeru je pouhých 600 mil od nejbližší výzkumné stanice, což znamená, že tým mohl jet na místo, spíše než létat.
V roce 2013 se tým WISSARD vydal na nejvyšší výlet do Antarktidy. Na místě použili speciální vrtací systém pro horkou vodu, aby se kopali do ledu. Jak se vrták dostal dolů, roztavil se, filtroval, vařil, pasterizoval a ledovým ledem ošetřeným UV zářením a poté jej použil jako sterilní vrtací tekutinu. "Bylo by to jako voda farmaceutické kvality, " říká Christner.
Antarktický tábor týmu WISSARD. (Reed Scherer / Northern Illinois University) 
Nástroj vrtu používaný k získávání vzorků vody a sedimentů ze subglaciálního jezera Whillans. (Brent Christner) 
Člen týmu WISSARD se dívá na vrty v místě vrtání jezera. (Reed Scherer) 
Vzorek sedimentu z postele jezera Whillans. (Reed Scherer / Northern Illinois University) 
Kolonie bakterií kultivovaných ze vzorků vody z jezera Whillans. (Brent Christner) 
Snímek z elektronového mikroskopu ukazuje mikrobiální buňku s připojenou sedimentární částicí z jezera Whillans. (Trista Vick-Majors) 
Místo pro vrtání týmu WISSARD nad subglaciálním jezerem Whillans v Antarktidě. (Brent Christner) 
S ohledem na kosmickou loď NASA Galileo, pohled na ledovou plochu Jupiterova měsíce, Evropu, která může skrývat temný chladný oceán pod ním. Jakýkoli ekosystém by mohl žít v evropských mořích, by se mohl podobat tomu, který se nachází v extrémním prostředí jezera Whillans. (NASA / JPL-Caltech / SETI Institute) Jakmile dorazili k jezeru, odebrali vzorky vody i sedimentu ze dna jezera. V polní laboratoři dokázali zpracovat genetický a chemický profil prostředí jezera a jeho obyvatel. Aby zjistili, kolik druhů by mohlo žít v jezeře Whillans, vědci se zaměřili na gen, který kóduje ribozomální protein, jednu z nejstarších a nejzachovalejších biologických struktur na Zemi. Na základě stupně variace v této ribozomální genové sekvenci odhadují, že voda obsahuje 3 931 druhů nebo skupin druhů, uvádí tým dnes v časopise Nature . Některé z nich jsou ve vědě pravděpodobně nové, ale pouze další genetická analýza to s jistotou prozradí.
Tým poté krmil organismy izolované z jezerní vody různými živinami v laboratoři, aby viděl, jaké typy chyb byly v tomto ekosystému aktivní. V jezeře na hladině najdete spoustu mikrobů, které využívají energii ze slunečního záření k přeměně oxidu uhličitého na složitější organické sloučeniny, jako jsou cukry, a používají je pro energii. Je to základní fotosyntéza. V temných hlubinách jezera Whillans našel tým mikroby, které místo toho používají chemické živiny ve vodě k fixaci svého uhlíku. Většina antarktických mikrobů získává energii přeměnou amonia na jiné formy dusíku, zatímco ostatní získávají energii ze sloučenin železa a sulfidů. Všechny tyto živiny byly nalezeny ve vzorcích jezera.
To je místo, kde přichází skála. Železo a sulfidy se mohly dostat do vody z hornin, když ledový led tře o podloží kontinentu. "Mikrobi v určitém smyslu" jedí skálu "- i když v praxi se připojují k minerálním částicím a pomáhají jim rozpustit se, " píše Martyn Tranter, glaciolog na University of Bristol, v doprovodném editoriálu Nature . Amoniak je pravděpodobně produkován bakteriemi, které jedí mrtvé mikroby v jezeře.
Stále existuje řada nezodpovězených otázek o obyvatelích jezera Whillans a o tom, jak přispívají k ekosystému jižního oceánu. Další výzkum by mohl odhalit roli, kterou tyto subglaciální stvoření hrají ve větších chemických a biologických cyklech na Zemi. Mezitím jsou další vědci nadšeni důsledky pro mimozemské oceány.
„Skutečnost, že existuje koncentrace a rozmanitost života zjištěná v tomto subglaciálním jezeře, znamená, že existuje velmi dobré znamení pro existenci života v Evropě, i když jsou podrobnosti odlišné, “ říká Cynthia Phillips, planetární geolog v institutu SETI v Kalifornii. Lake Whillans není totožné dvojče s ledovými oceány, o nichž se domníváme, že existují pod ledovou kůrou Jupiteru. Povrch Evropy je pravděpodobně tlustý více než šest mil a jeho oceány přesahují 31 mil. Také ještě nevíme, zda evropské oceány přicházejí s praktickou vrstvou mořských sedimentů bohatou na živiny. Ekosystém jezera Whillans je však stále nejbližší věcí, kterou jsme viděli pro mimozemské mikroby, které by mohly plavat v oceánech daleko, daleko.
