Dypt under den antarktiske isen vrimler en eldgamle innsjø med livsformer som spiser stein. Prøver av det kjølige brygget fra Lake Whillans, som ligger 2600 fot under det vestlige antarktiske isbladet, viser at den nedgravde vannmassen inneholder nesten 4000 arter eller grupper av mikroberarter.
Relatert innhold
- Tusenvis av arter som er funnet i en innsjø som er avskåret fra verden i millioner av år
- Vostok: Ser etter livet under en Antarktis-isbre
Innsjøens overflate ble sannsynligvis sist utsatt i den sene Pleistocene-epoken, for det meste for 1 million år siden. Siden den gang har vannet nesten ikke fått sollys og gjennomsnittstemperaturer rundt -63 grader Fahrenheit. Funnet bekrefter tidligere antydninger om at livet finner en måte å overleve i slike ekstreme miljøer, og det øker muligheten for at en form for liv kan være i live akkurat nå på iskalde måner over solsystemet, som Jupiters måne Europa.
Lake Whillans er en av hundrevis av subglacial innsjøer som vedvarer under Antarktis. Satellitter avslørte først disse skjulte vannmassene for tiår siden. "Et enestående spørsmål har vært om miljøet ved bunnen av isplaten faktisk er egnet for at det mikrobielle livet kan vedvare, " forklarer Brent Christner, en mikrobiolog ved Louisiana State University i Baton Rouge.
Christner er en del av teamet Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling (WISSARD), som spenner over en rekke institusjoner over hele verden og inkluderer en hær av forskere og studenter. Siden 2009 har WISSARD-mannskapet prøvd å finne ut hvordan livet er under det sørlige kontinentet. Forskere begynte å mistenke at mikrober kunne leve på underbukken til en isbre tilbake i 1999. Kjerneprøver fra den største Antarktisjøen, Vostoksjøen, avslørte genetiske spor etter mikrober frosset ved kanten av isisen. Men det er en sjanse for at disse crittersene kommer fra forurenset borevæske, og om de representerer en del av et levende, pustende økosystem, gjenstår å diskutere. (Husk ekstraordinære påstander om at innsjøen kan inneholde fisk.)
Noen få ting gjorde Lake Whillans til et godt kandidatnettsted for å finne subglacial liv. Den ligger bare en halv kilometer under overflaten, sammenlignet med innsjøen Vostoks to-meters dybde. Innsjøen drenerer også ut i Rosshavet, slik at eventuelle forurensninger etter hvert vil bli vasket ut, slik at innsjøen blir relativt uberørt etter boring. For ikke å nevne innsjøen ligger bare 600 kilometer fra den nærmeste forskningsstasjonen, noe som betyr at teamet kan kjøre til stedet i stedet for å fly.
I 2013 dro WISSARD-teamet ut på den ultimate Antarktis bilturen. På stedet brukte de et spesielt boresystem for varmt vann for å grave i isen. Da boret kom seg ned, smeltet det, filtrerte, kokte, pasteuriserte og UV-behandlede isis og brukte det deretter som sterilt borevæske. "Det ville være som farmasøytisk vann, " sier Christner.
WISSARD-lagets Antarktis-campingplass. (Reed Scherer / Northern Illinois University) 
Borehullsinstrumentet brukes til å hente vann- og sedimentprøver fra subglacial Lake Whillans. (Brent Christner) 
Et medlem av WISSARD-teamet ser på borehullet på boreområdet for innsjøen. (Reed Scherer) 
En sedimentprøve fra sengen til Lake Whillans. (Reed Scherer / Northern Illinois University) 
Kolonier av bakterier dyrket fra vannprøver fra Lake Whillans. (Brent Christner) 
Et elektronmikroskopbilde viser en mikrobiell celle med en festet sedimentpartikkel fra Lake Whillans. (Trista Vick-Majors) 
WISSARD-lagets drillsted over subglacial Lake Whillans i Antarktis. (Brent Christner) 
Med tillatelse fra NASAs Galileo-romfartøy, utsikt over den iskalde overflaten av Jupiters måne, Europa, som kan ha et mørkt, frigid hav under. Uansett hvilket økosystem som måtte leve i Europas hav kan ligne på det som finnes i det ekstreme miljøet i Lake Whillans. (NASA / JPL-Caltech / SETI Institute) Når de nådde innsjøen, tok de prøver både vann og sediment fra innsjøen. I et feltlaboratorium var de i stand til å opparbeide en genetisk og kjemisk profil av innsjømiljøet og dets innbyggere. For å finne ut hvor mange arter som kan bo i Lake Whillans, forsket forskerne på et gen som koder for et ribosomprotein, en av de eldste og mest konserverte biologiske strukturer på jorden. Basert på variasjonsgraden i denne ribosom-gensekvensen anslår de at vannet inneholder 3 931 arter eller grupper av arter, melder teamet i dag i tidsskriftet Nature . Noen er sannsynligvis nye for vitenskapen, men bare videre genetisk analyse vil fortelle med sikkerhet.
Teamet matet deretter organismer som ble isolert fra innsjøen, forskjellige næringsstoffer i laboratoriet for å se hvilke typer avlyttinger som var aktive i dette økosystemet. I en innsjø ved overflaten vil du finne mange mikrober som bruker energien fra sollys for å gjøre karbondioksid til mer komplekse organiske forbindelser, som sukker, og bruker dem til energi. Det er grunnleggende fotosyntese. I de mørke dypene av Lake Whillans fant teamet mikrober som i stedet bruker kjemiske næringsstoffer i vannet for å fikse karbonet sitt. De fleste av Antarktis-mikrober får energien sin fra å omdanne ammonium til andre former for nitrogen, mens andre får energien sin fra jern og sulfidforbindelser. Alle disse næringsstoffene ble funnet i innsjøprøvene.
Det er her bergspisningen kommer inn. Jern og sulfider kan komme i vannet fra steiner som er grunnlagt når isisen gnir mot berggrunnen på kontinentet. "På en måte spiser mikroberne 'rock' - selv om de i praksis fester seg til mineralpartiklene og hjelper dem å oppløses, " skriver Martyn Tranter, en glaciolog ved University of Bristol, i en ledsager av Nature- redaksjonen. Ammoniumet er sannsynligvis produsert av bakterier som spiser døde mikrober i sjøen.
Det er fremdeles en rekke ubesvarte spørsmål om innbyggerne i Lake Whillans og hvordan de bidrar til økosystemet i Sørishavet. Ytterligere undersøkelser kan avsløre hvilken rolle disse subglacial skapningene spiller i større kjemiske og biologiske sykluser på jorden. I mellomtiden er andre forskere begeistret for implikasjonene for utenomjordiske hav.
"Det faktum at konsentrasjonen og mangfoldet av liv som oppdages i denne subglacial innsjøen eksisterer, betyr at det er et veldig godt tegn for eksistensen av liv i Europa, selv om detaljene er forskjellige, " sier Cynthia Phillips, planetgeolog ved SETI Institute i California. Lake Whillans er ikke en identisk tvilling til de iskalde havene som antas å eksistere under Jupiter-månens iskalde skorpe. Europas overflate er sannsynligvis mer enn seks mil tykk, og verdenshavene strekker seg 31 mil lenger enn det. Vi vet heller ikke ennå om Europas hav har et hendig, næringsrikt lag med marint sediment. Men Lake Whillans 'økosystem er fremdeles det nærmeste vi har sett de fremmede mikrober som kan svømme i hav langt, langt borte.
