600 metrų gylyje po Arkties ledo sluoksniu – mokslininkus pribloškęs radinys: tokių reiškinių čia aptikti nesitikėjo niekas

Kanados Arktyje trykštantis šaltinis, pramintas Pamestu plaktuku (angl. Lost Hammer Spring) ir maitinamas itin sūrių, beveik deguonies neturinčių ledinių vandenų, kurie 600 metrų gylyje teka po amžinuoju įšalu, yra viena atšiauriausių vietų Žemėje. Tačiau net ir čia tarpsta gyvybės formos.

Mokslininkai aptiko mikrobų, klestinčių šiame sūryme, kuris prasiskverbia giliai iš po amžinojo įšalo. Toks radinys galėtų reikšti, kad galbūt mikrobai egzistuoja ir už Žemės ribų – Europoje (Jupiterio palydove), Encelade (Saturno palydove) ar Marse.

Aptikti gyvybę ne mūsų planetos aplinkoje bus sudėtinga. Mokslininkai mano, kad daugiausiai šansų būtų tokioje aplinkoje, kuri turi kuo daugiau panašumų su aplinkomis kituose pasauliuose, kuriuose gyvybė yra labiausiai tikėtina.

Jupiterio mėnulis Europa, Saturno palydovas Enceladas ir panašūs vandenynų pasauliai, regis, neturi daug bendro su dykuminguoju Marsu. Tačiau juos visus vienija tam tikros nemažai vilčių teikiančios savybės.

Gyvybės paieškos giliai po Arkties ledu. Mark Fox-Powell nuotr.

Remiantis įrodymais, po Europos ir Encelado ledo apvalkalais gali plytėti itin šalti ir sūrūs vandenynai. Po Marso paviršiumi irgi gali slypėti skysti ir sūrūs ežerai. Šios aplinkos tikriausiai yra itin aukšto druskingumo. Druska pažemina vandens užšalimo tašką, todėl tikėtina, kad tokiose vietose vyrauja minusinė temperatūra. Be to, galima gana drąsiai teigti, kad jose yra itin mažai deguonies.

Neseniai mokslininkai gavo įrodymų, kad po Marso pietuose plytinčia poliarine ledo kepure gali driektis itin druskingi ežerai. Nors dėl šio atradimo vis dar karštai diskutuojama, tokiu atveju Pamesto plaktuko šaltinis tikriausiai yra panašus į numanomus Marso ežerus.

Tokiose vietose iš po amžinojo įšalo paviršiun veržiasi vanduo, kuriame ištirpusio deguonies yra mažiau nei viena milijoninė dalis, druskingumas siekia apie 24 procentus, o temperatūra – vos 5 laipsniai Celsijaus žemiau nulio. Įsivaizduokite, kaip reiktų tokiame vandenyje išgyventi.

Tačiau mikrobai aptinkami ir pačiose keisčiausiose vietose. Turėdama omenyje panašumus į spėjamus Marso ežerus, mikrobiologė Elisse Magnuson iš Kanados Makgilio universiteto kartu su kolegomis sudėtingomis sąlygomis ištyrė, ar Pamesto plaktuko šaltinis galėtų būtų viena tokių vietų, kuriose išgyvena mikrobai.

Just back from exploring the Lost Hammer spring, Axel Heiberg Island #Nunavut #FieldworkFriday with @MarkFoxPowell @Elusieum #Axel2017 pic.twitter.com/l1ug4ficC6

— Gordon Oz Osinski (@drcrater) July 21, 2017

„Nuosėdas tyrinėjome kelerius metus, kol pavyko aptikti aktyvias mikrobų kolonijas. Aplinkos sūrumas trukdo mikrobus ir išgauti, ir juos sekvenuoti, todėl aptikus įrodymų apie aktyvių mikrobų kolonijų egzistavimą, apėmė didžiulis pasitenkinimas“, – pasakoja E. Magnuson.

Kitas žingsnis buvo apytiksliai apibūdinti mikrobų bendruomenę. Mokslininkų komanda sekvenavo mėginių pavyzdžiuose rastos genetinės medžiagos likučius ir suskirstė juos į daugybę mikrobų, priklausančių įvairiems žinomiems mikroorganizmų tipams.

Gyvybės paieškos giliai po Arkties ledu. Paul Zizka asociatyvi nuotr.

© Scanpix

Dauguma aptiktų mikrobų buvo iki tol mokslininkų neištirti. Be to, jie pasižymėjo ypatingomis adaptacinėmis savybėmis, kurios leido jiems ne tik išgyventi, bet ir klestėti tokioje atšiaurioje vietoje kaip Pamesto plaktuko šaltinis.

„Pamesto plaktuko šaltinyje rasti ir aprašyti mikrobai nustebino, nes, skirtingai nei kitiems mikroorganizmams, jiems nereikalingas deguonis ar organinės medžiagos. Šie mikrobai išgyvena maitindamiesi ir kvėpuodami paprastais neorganiniais junginiais: metanu, sulfidais, sulfatais, anglies monoksidu ir anglies dioksidu, o visi šie junginiai aptinkami ir Marse. Jie taip pat geba iš atmosferos vykdyti anglies dioksido ir azoto dujų fiksaciją, todėl yra visiškai prisitaikę išgyventi ir tarpti tokiose ekstremaliose vietovėse tiek Žemėje, tiek ir už jos ribų“, – sako Magkilio universitete dirbantis mikrobiologas Lyle’s Whyte’as.

Tokia medžiagų apykaita vadinama chemolitotrofiniu metabolizmu. Bent jau Žemėje jis aptinkamas tik mikroorganizmuose, dažniausiai gyvenančiuose ekstremaliomis sąlygomis. Taigi, jeigu Marse ir yra gyvybės formų, taikančių panašią išgyvenimo strategiją, šie organizmai, sprendžiant iš to, ką žinome apie Žemę ir Marsą, greičiausiai bus itin mažo dydžio.

Gyvybės paieškos giliai po Arkties ledu. Elisse Magnuson nuotr.

Mokslininkai planuoja auginti ir tirti aktyviausius mikrobų kolonijos narius: taip bus galima daugiau sužinoti, kaip šie organizmai prisitaiko ir klesti tokioje atšiaurioje aplinkoje. Pasak tyrėjų, surinkti duomenys padėtų geriau suprasti, kokia tikimybė, kad tokie mikrobai galėtų gyventi Marse ir panašiose vietose.

Lieka tik vienas neatsakytas klausimas: tai kas gi nelaimėlis, kuris savo plaktuką pametė 600 metrų gylyje po arktiniu amžinuoju įšalu?

Mokslininkų komandos tyrimas paskelbtas žurnale „The ISME Journal“.

Šaltiniai:

https://www.nature.com/articles/s41396-022-01233-8

https://www.sciencealert.com/life-has-been-found-in-a-low-oxygen-super-salty-sub-zero-arctic-spring