В озерах Антарктиди виявлені дивні форми життя, що харчуються каменями

Дослідники виявили, що мікроби, які живуть у покритому льодом озері в Антарктиді, харчуються подрібненим камінням. І маленькі створіння процвітають, пише Live Science.

Підлідні озера — це водойми з прісною водою, більшість з яких розташована в Антарктиді, затиснуті між земною корою або корінними породами і товстими пластами льоду, іноді завтовшки від кількох сотень до кількох тисяч метрів. Ці озера кишать різноманітними мікробами, які вживають поживні речовини, що містяться у воді.

Однак, досі дослідники не знали, звідки саме взялися ці поживні речовини. Підлідні озера руйнуються з часом у міру підвищення і зниження в них рівня води.

У новому дослідженні експерти відтворили цю ерозію в лабораторії, подрібнивши зразки відкладень, узятих з озера Вілланс — підльодовикового озера площею 60 км², похованого під 800 м льоду в Антарктиді, і показали, як створюються життєво важливі хімічні речовини, необхідні для підтримки мікробних спільнот.

"Наша робота повністю відрізняється від будь-яких попередніх досліджень підлідних озер. У ході минулих досліджень вивчалося питання про те, яким чином ерозія корінних порід може призвести до утворення газів у підльодовикових середовищах, проте в ході нашої роботи ми пішли ще далі, вивчивши питання про те, яким чином ерозія може вивільняти біологічно важливі джерела поживних речовин у воду", — зазначила провідна авторка дослідження Беатріс Гілл Олівас, гляціологиня з Бристольського університету у Великобританії.

Більше того, відкриття може мати захопливі наслідки для вивчення того, як мікробне життя може розвиватися в іншому місці Всесвіту.

Подрібнення відкладень

Озеро Вілланс є частиною більш великої гідрологічної системи, і ерозія, що виникає в суміжних районах, може призвести до потрапляння хімічних речовин у більші озера.

Дослідники відтворили цю ерозію в лабораторії, подрібнивши зразки відкладень з озера Вілланс і залишивши їх при температурі 0 ° C у безкисневій воді, імітуючи умови, що існують в озері. Щоб виконати свердловину через товстий крижаний покрив перед збором зразків, команда використовувала буровий верстат з гарячою водою.

Учені залишили подрібнені камені під водою на понад 40 днів, а потім проаналізували воду, щоб побачити, які хімічні речовини виділилися з відкладень. Вони виявили безліч з них, включаючи водень, метан, діоксид вуглецю та амоній. Більшість цих хімічних речовин миттєво виділяються з відкладень, коли вони подрібнюються.

Мікробні спільноти

Серед мікробів є різні групи. Одна з них, відома як метанотрофи, харчується метаном, щоб створювати для зростання енергію, а ось метаногени діють навпаки, створюючи енергію шляхом перетворення водню і вуглекислого газу на метан.

В озері також мешкають спеціалізовані бактерії, які отримують енергію, перетворюючи амоній на нітрит, а потім на нітрат, процес, відомий як нітрифікація.

Багато сполук, що утворюються в підлідних озерах, також сильно відновлюються або окислюються. Це означає, що вони легко віддають і забирають електрони під час хімічних реакцій, що створює так званий окислювально-відновний градієнт в озері.

Цей градієнт допомагає переробляти елементи, здатні мати кілька ступенів окислення, такі як сірка або залізо, легко дозволяючи їм набувати і втрачати електрони. Спеціалізовані мікроби, відомі як хемолітотрофи, можуть прискорювати окислення цих елементів у ролі джерела енергії.

У цілому, для кожної хімічної речовини, що є в озері, дослідники виявили групу мікробів, які еволюціонували, щоб використовувати її для отримання енергії.

Позаземне життя

Результати дослідження можуть бути корисні дослідникам, які шукають позаземне життя. Вважається, що підземні озера і замерзлі океани поширені у Всесвіті, навіть у нашій Сонячній системі.

"Озера в Антарктиці можуть бути непрямим показником екстремальних умов в інших планетарних системах. Вони дають прекрасне уявлення про те, як мікробне життя може вижити в інших середовищах", — підкреслює Гілл Олівас.

По суті, ерозія може стати джерелом поживних речовин і енергії для мікробного життя там, де є лід поверх відкладень або гірських порід, супроводжуваний рідкою водою.

"Не можна з точністю сказати, що ці процеси безумовно будуть підтримувати існування екзопланетних мікробів. Тим не менш, це безперечно дає певне уявлення про те, як мікроби можуть вижити на крижаних планетах і супутниках", — підсумувала Гілл Олівас.