Syvän Etelämantereen jään alapuolella muinainen järvi täynnä kivimuuria syöviä elämänmuotoja. Näytteet kylmästä panimosta Whillans-järvestä, joka sijaitsee 2600 metrin päässä Länsi-Antarktisen jäälehden alapuolella, osoittavat, että haudattuun vesistöyn kuuluu lähes 4000 lajia tai lajien ryhmiä mikrobeja.
Asiaan liittyvä sisältö
- Tuhannet lajit, joita löydettiin miljoonien vuosien ajan maailmalta katkaistusta järvestä
- Vostok: Etsitkö elämää Etelämantereen jäätikön alla
Järven pinta paljastui viimeksi viimeisimmässä pleistoseenikaudella, korkeintaan miljoona vuotta sitten. Siitä lähtien sen vesillä ei ole juuri nähty auringonvaloa ja keskilämpötila on -63 astetta Fahrenheit. Löytö vahvistaa aikaisemmat vihjeet, että elämä löytää tavan selviytyä sellaisissa äärimmäisissä ympäristöissä, ja se lisää mahdollisuutta, että jokin elämän muoto voisi olla hengissä heti aurinkojärjestelmän jäisillä kuukausilla, kuten Jupiterin kuu Europa.
Lake Whillans on yksi sadoista suolajuovista, jotka jatkuvat Antarktiksen alla. Satelliitit paljastivat nämä piilotetut vesimuodot ensimmäisen kerran vuosikymmeniä sitten. ”Erinomainen kysymys on ollut, soveltuuko jäälevyn pohjassa oleva ympäristö todella mikrobien elämän jatkumiseen”, selittää Louisiana Baton Rougen osavaltion yliopiston mikrobiologi Brent Christner.
Christner on osa Whisslansin jäävirta Subglacial Access Research Drilling (WISSARD) -tiimiä, joka kattaa useat laitokset ympäri maailmaa ja sisältää armeijan tutkijoita ja opiskelijoita. Vuodesta 2009 lähtien WISSARD-miehistö on yrittänyt selvittää, millainen elämä on eteläisen mantereen alla. Tutkijat alkoivat epäillä, että mikrobit voisivat elää jäätikön alapinnassa jo vuonna 1999. Suurimman Antarktisen järven, Vostok-järven, ydinnäytteet paljastivat jäätikön reunasta jäätyneiden mikrobien geneettiset jäljet. Mutta on olemassa mahdollisuus, että nämä kriitikot ovat saastuneet saastuneesta porausnesteestä, ja onko he osa elävää, hengittävää ekosysteemiä, siitä keskustellaan. (Älä koskaan unohda satunnaisia väitteitä, että järvi voisi sisältää kaloja.)
Muutamat asiat tekivät Whillans-järvestä hyvän ehdokaspaikan suolaisen elämän löytämiseksi. Se on vain noin puoli mailia pinnan alapuolella, verrattuna Vostok-järven kahden mailin syvyyteen. Järvi valuu myös Ross -mereen, joten mahdolliset epäpuhtaudet lopulta pestään pois, jättäen järven porauksen jälkeen suhteellisen koskemattomaksi. Puhumattakaan järvestä on vain 600 mailin päässä lähimmästä tutkimusasemalta, mikä tarkoittaa, että joukkue voisi ajaa paikalle lentämisen sijaan.
Vuonna 2013 WISSARD-joukkue aloitti perimmäisen matkan Etelämantereen. He käyttivät paikalla erityistä kuuman veden porausjärjestelmää kaivaakseen jään. Kun pora eteni alas, se sulasi, suodatti, keitti, pastöroitiin ja UV-käsitelty jääjäätä ja sitten käytti sitä steriilinä porausnestenä. "Se olisi kuin lääkelaatuista vettä", Christner sanoo.
WISSARD-joukkueen Etelämantereen leirintäalue. (Reed Scherer / Pohjois-Illinoisin yliopisto) 
Porausreiän instrumentti, jota käytetään veden ja sedimenttinäytteiden ottamiseksi jään alla olevasta Whillansin järvestä. (Brent Christner) 
WISSARD-ryhmän jäsen tarkastelee järven porauspaikan porausreikää. (Reed Scherer) 
Sedimenttinäyte Whillans-järven pohjasta. (Reed Scherer / Pohjois-Illinoisin yliopisto) 
Whillans-järven vesinäytteistä viljellyt bakteerikolokset. (Brent Christner) 
Elektronimikroskooppikuvassa näytetään mikrosolu, johon on kiinnitetty sedimenttihiukkas Whillans-järvestä. (Trista Vick-Majorit) 
WISSARD-ryhmän porauspaikka Antarktiksen suuralueen Whillans-järven yläpuolella. (Brent Christner) 
Kohteliaisuus NASA: n Galileo-avaruusaluksesta, näkymä Jupiterin kuun Europa-jääkylmäpintaan, joka saattaa sataa tumman, kylmän valtameren alla. Mikä tahansa ekosysteemi voi elää Euroopan merillä, voisi muistuttaa sitä, joka löytyy Whillans-järven ääriympäristöstä. (NASA / JPL-Caltech / SETI-instituutti) Saavuttuaan järvelle he ottivat näytteitä sekä vedestä että sedimenteistä järven pohjasta. Kenttälaboratoriossa he pystyivät laatimaan järviympäristön ja sen asukkaiden geneettisen ja kemiallisen profiilin. Selvittääkseen kuinka monta lajia voi elää Whillans-järvessä, tutkijat nollasivat geenin, joka koodaa ribosomiproteiinia, joka on yksi maan vanhimmista ja konservoituneimmista biologisista rakenteista. Tämän ribosomigeenisekvenssin variaatioasteen perusteella he arvioivat, että vesi sisältää 3 931 lajia tai lajien ryhmiä, tiimi raportoi tänään Nature- lehdessä. Jotkut ovat todennäköisesti uusia tieteessä, mutta vain jatkogeeninen analyysi kertoo varmasti.
Ryhmä ruokki sitten järvevesistä eristettyjä organismeja laboratoriossa olevista erilaisista ravintoaineista nähdäkseen, minkä tyyppiset virheet olivat aktiivisia tässä ekosysteemissä. Pinnasta olevasta järvestä löydät paljon mikrobia, jotka käyttävät auringonvalon energiaa muuttamaan hiilidioksidia monimutkaisemmiksi orgaanisiksi yhdisteiksi, kuten sokereiksi, ja käyttämään niitä energiaksi. Se on perusfotosynteesi. Whillans-järven pimeässä syvyydessä joukkue löysi mikrobit, jotka sen sijaan käyttävät vedessä olevia kemiallisia ravintoaineita hiilen kiinnittämiseen. Suurin osa Etelämanner-mikrobista saa energiansa muuttamalla ammoniumia muihin typpimuotoihin, kun taas toiset saavat energiansa raudasta ja sulfidiyhdisteistä. Kaikki nämä ravintoaineet löytyivät järvenäytteistä.
Tässä kohtaa kallio syöminen tapahtuu. Rauta ja sulfidit voivat päästä veteen maanpinnan kallioista, kun jäätikkö hieroi maanosan kallioperää vasten. "Mikrobit" syövät kiveä "- tosin käytännössä ne kiinnittyvät mineraalihiukkasiin ja auttavat niitä liukenemaan", kirjoittaa Bristolin yliopiston glaciologi Martyn Tranter seurassaan Nature- toimitusta. Ammoniumia tuottavat todennäköisesti bakteerit, jotka syövät kuolleita mikrobia järvessä.
Vielä on joukko vastaamattomia kysymyksiä Whillans-järven asukkaista ja siitä, kuinka he vaikuttavat eteläisen valtameren ekosysteemiin. Jatkotutkimukset saattavat paljastaa näiden subglacial-olentojen roolin suuremmissa kemiallisissa ja biologisissa sykleissä maan päällä. Samaan aikaan muut tutkijat ovat innoissaan vaikutuksista maan ulkopuolisiin valtamereihin.
"Se tosiasia, että tässä suolajääjärvessä havaittu pitoisuus ja elämän monimuotoisuus tarkoittaa, että Euroopassa on erittäin hyvä merkki elämästä, vaikka yksityiskohdat olisivat erilaisia", sanoo SETI-instituutin planeettageologi Cynthia Phillips. Kaliforniassa. Lake Whillans ei ole identtinen kaksoset jäisille valtamereille, joiden ajateltiin olevan olemassa Jupiterin kuun jäisessä kuoressa. Euroopan pinta on todennäköisesti yli kuusi mailia paksu, ja sen valtameret ulottuvat 31 mailin päähän siitä. Emme myöskään vielä tiedä, tulevatko Euroopan valtamereihin kätevä, ravinteisella kerroksella meren sedimenttiä. Mutta Whillansin järven ekosysteemi on edelleen lähin asia, jonka olemme nähneet muukalaisille mikrobille, jotka saattavat uida kaukana, kaukana olevissa valtamereissä.
