По состоянию на 4 июля 10:30
Заболевших674 515
За последние сутки6 632
Выздоровело 446 879
Умерло10 027
В мире
Лента новостей
Лента новостей
Сегодня
Политика
Общество
Бизнес
Культура
Сделано Русскими
Личные связи
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
Лента главных новостей
Русская планета
В мире

Затерянный мир Антарктики

Американские биологи подтвердили наличие живых микробов в подледном озере в Антарктике
Александр Телишев
20 августа, 2014 21:10
10 мин
Центр управления бурением в последние секунды перед проникновением в озеро Уилланс. Фото: Reed Scherer
Микробиологи из университета Монтаны и других исследовательских центров США сообщили в среду об успешном завершении проверки всех проб воды из антарктического подледного озера Уилланс, где в прошлом году полярники обнаружили следы микробов. Всесторонний анализ образцов жидкости показал, что в ней действительно живут и процветают сразу несколько видов бактерий, питающихся различными неорганическими веществами. Данные результаты, как считают авторы статьи в журнале Nature, являются первым однозначным подтверждением возможности существования жизни в толще льдов Антарктиды.
«Это первое конкретное подтверждение того, что подо льдом Антарктиды есть не только жизнь, но и целые активные экосистемы, о возможности существования которых мы задумывались на протяжении многих десятилетий. Написав эту статью, мы теперь можем взять журнал с ней, громко постучать об стол, и во всеуслышание объявить, что мы были правы. О выделении конкретных видов в этом озере говорить довольно сложно, но в нем, по нашим оценкам, есть около 4000 различных бактерий. Эту экосистему действительно можно назвать очень богатой», — рассказывает автор статьи Брент Кристнер из Университета штата Луизиана в Батон-Руже (США).
Кристнер и несколько десятков других микробиологов участвуют в амбициозном проекте антарктического бурения WISSARD, который был инициирован в 2009 году Национальным научным фондом США (NSF) с подачи известного ученого-полярника Джона Приску, работающего в университете штата Монтана в городе Бозмен. Приску и его соратники предложили чиновникам взять пробы воды из подледного антарктического озера Уилланс, скрытого 800 метрами льда в западной части Антарктиды. Перспектива найти в водах этого озера жизнь, способную теоретически выжить в почве Марса или в подледном океане Европы, прельстила NSF, и фонд выделил на этот проект 10 миллионов долларов. Позже к проекту подключилось НАСА и несколько частных исследовательских центров в США.
Следует отметить, что Соединенные Штаты подключились к этой «антарктической гонке» одними из последних — аналогичные проекты бурения двух других подледных озер уже к тому времени обсуждались и готовились в России и Великобритании. Соединенное Королевство впервые заявило о своем намерении найти подледную жизнь в озере Эллсуорт в апреле 2009 года, а Россия совершила первые попытки пробиться через 3,5 километра льда в озеро Восток еще на рубеже тысячелетий.
Тем не менее именно американские полярники и ученые стали первыми, кому одновременно удалось добраться до подледных запасов воды и найти в них полноценные следы жизни. Они обошли британцев и россиян не только из-за того, что озеро Уилланс расположено относительно близко к поверхности, но и благодаря иному способу бурения льда. Американские исследователи использовали не классические буровые установки, требующие больших запасов керосина, фреона и силиконовой смазки для закрепления скважины, а водяную «пушку», которая постепенно пробивает лед с помощью потока горячей воды. Британцы, использовавшие похожую систему бурения, столкнулись со сложностями при проникновении в озеро Эллсуорт и в декабре 2012 года были вынуждены свернуть проект на неопределенное время.
Культура бактерий из озера Уилланс в чашке Петри, выращенная в лаборатории. Фото: Brent Christner
Культура бактерий из озера Уилланс в чашке Петри, выращенная в лаборатории. Фото: Brent Christner
Экспедиция Приску отправилась в Арктику в 2010 году, чтобы выбрать точку для бурения. В 2012 году инженеры завершили сборку водяного бура и специальной системы очистки воды, исключавшей возможность проникновения «земных» бактерий в извлекаемые воды озера. Полгода ученые потратили на транспортировку оборудования на базу Мак-Мердо и доставку его к точке бурения, которое началось лишь в конце декабря 2012 года. Американские полярники достигли «поверхности» озера Уилланс в последние дни января, практически одновременно с их российскими конкурентами, заявившими об извлечении первых проб воды из озера Восток сразу после новогодних праздников.
К несчастью для россиян, пробы воды из Востока оказались, строго говоря, пустыми — первые тесты показали присутствие обрывков бактериальной ДНК и РНК в них, однако живых микробов отечественным биологам не удалось идентифицировать. В октябре 2013 года это признал Сергей Булат из Петербургского института ядерной физики, участвующий в проекте бурения. По его словам, найти следы живых бактерий российским ученым помешали следы керосина и других технических жидкостей.
Их американские визави рассказали об успешном обнаружении микробов в пробах воды из Уилланс уже в середине февраля 2013 года. Как сообщал новостной портал журнала Nature, ученые пообещали представить первые доказательства в подтверждение своей находки через месяц после этого открытия, чего не произошло — результаты их научных поисков в водах подледного озера были опубликованы лишь сегодня в том же самом журнале.
По словам Приску, поиск и идентификацию бактерий усложняли те «внеземные» условия, в каких привыкли жить эти микроорганизмы — полная темнота, отрицательная температура воды, практически полное отсутствие пищи и ее необычные источники в виде различных минералов и неорганических соединений. В такой среде все живые клетки, если они и могут в ней выжить, функционируют и размножаются крайне медленно, что делает их незаметными. Кроме того, их довольно сложно выращивать в лаборатории, так как многие такие микроорганизмы не растут при нормальной температуре, давлении и химическом составе воды.
Тем не менее ученые справились с этой задачей — они нашли в каждом миллилитре воды, извлеченной из озера в первый же день проникновения в его глубины, более 130 тысяч различных бактерий и архей. Подобная «плотность населения» сильно удивила авторов статьи, это очень большой показатель, характерный для глубин океана, а не для предположительно крайне суровых и бедных ресурсами подледных озер. Почти все клетки из озера Уилланс не похожи на существующих сегодня микробов с точки зрения архитектуры их генома, из-за чего микробиологам-полярникам не удалось точно определить их семейную принадлежность.
Микрофотография бактерии с прикрепленными к ней частицами осадочных пород. Фото: Trista Vick-Majors
Микрофотография бактерии с прикрепленными к ней частицами осадочных пород. Фото: Trista Vick-Majors
Небольшая часть микробов приходится родичами морским археям, которые окисляют железо и восстанавливают серу. Большая часть жителей озера, чье происхождение пока остается не совсем ясным, использует в качестве еды углекислый газ, молекулы которого они восстанавливают, окисляя аммиак. Это крайне необычный феномен для закрытой озерной экосистемы, прожившей в изоляции от всей остальной Земли на протяжении около миллиона лет — аммиак крайне редко формируется в неживой природе. Данный факт заставил авторов статьи заключить, что бактерии пользуются запасами морской органики, которые отложились на дне озера в то время, когда оно еще не было покрыто льдом и являлось частью мирового океана. Принимая во внимание низкую скорость метаболизма жителей Уилланса, еды им может хватить еще на многие миллионы лет, считают ученые.
Учитывая достаточно высокую долю кислорода в водах озера, авторы статьи не исключают, что в его толще могут встречаться и более высокоорганизованные формы жизни — одноклеточные простейшие и даже примитивные беспозвоночные животные. Эту теорию еще только предстоит проверить.
Как отметила Кристина Хульбе из университета Отаго в Дюнедине (Новая Зеландия), один из самых интересных на сегодня вопросов заключается в том, откуда взялись эти микробы — являются ли они «пришельцами» или «выжившими пионерами». В последнем случае сегодняшние жители озера Уилланс являются потомками бактерий, вмороженных в лед во время образования этого подледного водоема и приспособившихся к новым условиям среды. Возможен и альтернативный сценарий заселения Уилланса — микробы могли проникнуть в него через десятки и сотни тысяч лет после его формирования через трещины во льду, соединяющие озеро с водами мирового океана. Обе эти гипотезы пока невозможно проверить, так как для этого требуется полноценное изучение водоема.
Как отмечают Приску и его коллеги, WISSARD возобновит свою работу, когда в Южном полушарии начнется лето, в конце декабря — начале января. Ученые планируют начать бурение в другой точке озера, после успешного завершения которого они попытаются напрямую изучить загадочный биологический мир озера.
темы
10 мин