Így jelenhetett meg az élet a jég alatt fekvő sós víztömegekben

Az érintett víztömegek az első hipersós szubglaciális tavak, melyeket a Földön találtak

Szépen szaporodnak a mikrobák az Antarktisz jéggel borított tavaiban. A kutatók legújabb tanulmányukban azt vizsgálták, hogy az erózió miként képes biológiailag fontos tápanyagforrásokat felszabadítani a vízben.

Természetes módon erodálódnak

Az Antarktisz jege alatt több mint 340 úgynevezett szubglaciális (jég alatti) tó található, és csak becslések vannak, hogy mióta lehetnek elzárva a felszíntől. A hipersós víztömegek azonosítása az idegen élet keresése miatt is fontos a tudomány számára. A tavakban jelentős és többnyire elzárt mikrobiológiai élőhelyek alakultak ki, amelyek hemzsegnek a mikrobáktól, amelyek a vízben táplálkoznak.

A kutatók azonban mindeddig nem biztosak abban, hogy ezek a tápanyagok pontosan honnan származhatnak.

A szubglaciális tavak az idő múlásával természetes módon erodálódnak, mivel vízszintjük emelkedik és csökken. Egy új tanulmányban a kutatók ezt ismételték meg laboratóriumi körülmények között, a Whillans-tó mintájára. Arra voltak kíváncsiak, hogyan jönnek létre a mikrobiális közösségek fenntartásához szükséges létfontosságú vegyi anyagok.

Az Antarktisz felszíne a jégtakaró "felemelése" után. A sok jég alatti folyó és tó is valószínűleg a mélyben megbúvó hatalmas forró pontnak (a Marie Byrd Land alatt) köszönhető Forrás: NASA/JPL

Kutatásunk teljesen különbözik a szubglaciális tavakról készült korábbi vizsgálatoktól

– mondta Beatriz Gill Olivas, az angliai Bristoli Egyetem glaciológusa, a most publikált tanulmány vezető szerzője a LiveScience online tudományos portálnak. – Korábbi tanulmányok azt vizsgálták, hogy az alapkőzet eróziója hogyan hozhat létre gázokat a szubglaciális környezetben, ám mi egy lépéssel tovább mentünk és megnéztük, hogy az erózió miként képes biológiailag fontos tápanyagforrásokat is felszabadítani a vízben.

Hozzátette: megállapításaik „izgalmas következményekkel járhatnak annak tanulmányozásában, hogy miként alakulhat ki a mikrobiális élet az univerzum más részein".

Energiát hasznosítottak a fejlődéshez

A kutatók ezt az eróziót a laboratóriumban megismételték azzal, hogy a Whillans-tóból származó üledékmintákat felaprították, és oxigén nélkül 0 Celsius fokos vízben hagyták, utánozva a tó körülményeit. A szakemberek olyan üledékmintákat elemeztek, amelyeket a „Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling" névre hallgató projektből nyertek.

A tudósok forró vizes fúróval lyukakat hoztak létre a vastag jégtakarón, mielőtt sterilizált mintákat gyűjtöttek volna.

Negyven napig figyelték a vizet, hogy megnézzék, milyen anyagok szabadulnak fel az üledékből. Sokféle vegyi anyagot találtak, köztük hidrogént, metánt, szén- dioxidot és ammóniumot. Ezeknek a zöme azonnal felszabadult az üledékből. Mások azonban később jöttek létre, amikor bizonyos ásványi anyagok a vízben lévő más molekulákkal feloldódtak vagy reakcióba léptek.

Az érintett víztömegek az első hipersós szubglaciális tavak, melyeket a Földön találtak Forrás: Pinterest

A Communications Earth & Environment tudományos folyóiratban publikált tanulmány szerint kialakult a mikrobák egyik csoportja, az úgynevezett metanotrófok, amelyek a metánt energiaforrásként metabolizálják.

A metanogének (korábban metanogén baktériumok) viszont olyan mikroorganizmusok, amelyek anyagcseréjük során oxigénszegény körülmények között metánt állítanak elő.

A tó olyan speciális baktériumokat is tartalmazott, amelyek energiájukat az ammónium nitritté, majd nitráttá alakításával nyerték. Létrejöttek kemolitotróf szervezetek is, amelyek azok az alacsonyabb rendű, főleg a mikroorganizmusok csoportjába tartozó élőlények, amelyek a testük felépítéséhez szükséges szenet szervetlen vegyületekből, a bioszintézishez szükséges energiát kémiai energiából, általában szervetlen vegyületek oxidációjával nyerik.

A kutatók alapvetően a tóban minden jelen lévő vegyi anyagra megtalálták a mikrobák egy-egy csoportját, amelyek úgy fejlődtek ki, hogy valamiféle energiát hasznosítottak.

Hangsúlyozták: az Antarktisz szubglaciális tavai más bolygórendszerek szélsőséges környezeteinek helyettesítői lehetnek, amelyek nagyszerű betekintést nyújtanak abba, hogy miként élhet túl a mikrobiális élet más környezetben.