Mikroorganizmy z antarktycznego jeziora Whillans

Jakoś ominęła ta informacja, a jest niezwykle ważna z punktu widzenia astrobiologii i poszukiwań pozaziemskich organizmów np. w podlodowym oceanie Europy, księżyca Jowisza. 20 sierpnia 2014 roku świat nauki obiegła wiadomość o odkryciu blisko 4000 gatunków mikrobów zamieszkujących antarktyczne jezioro Whillans, które znajduje się pod 800 metrową warstwą lodu w Zachodniej Antarktydzie. To pierwsze żywe organizmy kiedykolwiek wydobyte z podlodowego antarktycznego jeziora. Aktywny ekosystem mikrobiologiczny. Co ciekawe, pod pokrywą lodową Antarktydy znajduje się blisko 400 jezior, a także masyw górski Gamburcewa. Odkrycie amerykańskich mikrobiologów i glacjologów opisane potem w "Nature" zapewne stanie się zaczynem do dalszych poszukiwań życia w podlodowych jeziorach Antarktydy, w świecie do którego przez miliony lat nie docierały promienie Słońca. Wiertacze dotarli do jeziora Whillans już w styczniu 2013 roku i wydobyli z niego litry mulistej wody w kolorze herbaty. Pierwsze testy w laboratorium ujawniły bogaty ekosystem mikroorganizmów zamieszkujących wody jeziora Whillans. Naliczono 3391 jednokomórkowców w 30 litrach wody z jeziora i 8 wydobytych z dna rdzeniach. Mieszkańcy jeziora Whillans to jednokomórkowce pobierające związki organiczne z wody i jeziornego mułu, w tym bakterie oraz archeony, które utleniają amoniak. Gdy archeony umierają stają się pokarmem dla innych jednokomórkowców, które utleniają siarkę. Żyją tam także mikroby utleniające żelazo oraz bakterie sycące się metanem. Głębokość jeziora Whillans wynosi zaledwie 2 metry, a rozmiar 60 km kwadratowych, zaś temperatura jego wody wynosi -0.5 stopnia Celsjusza. Skąd narodziło się życie w absolutnej ciemności jeziora Whillans? Czy zostało tam uwięzione? Czy przybyło z innego miejsca? Czy pod marsjańskimi czapami lodowymi żyją mikroorganizmy? Nie tylko ja chciałbym poznać odpowiedzi na te pytania.

Przykładowe mikroby jakie znaleziono w jeziorze Whillans: Betaproteobacteria (Sideroxydans lithotrophicus, Polaromonas glacialis, Nitrotoga sp., Thiobacillus denitrificans), Thaumarchaeota (Nitrososphaera viennensis, N. gargensis, Nitrosoarchaeum koreensis, Cenarchaeum symbiosum, Nitrosopumilus maritimus), Gammaproteobacteria (Methylobacter tundripaludum), Deltaproteobacteria, Actinobacteria, Chloroflexi, Bacteriodetes, itd. Na zdjęciach lokalizacja podlodowego jeziora Whillans oraz jeden z mieszkańców jeziora o sferycznej morfologii - obraz ze skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM).

Krwawy lodowiec na Antarktydzie

Na Wykopie ledwie lakoniczna wzmianka, tutaj opiszę krwawy lodowiec szerzej. Blood Falls to dziwaczny glacjalny twór odkryty przez australijskiego geologa Griffitha Taylora w 1911 roku, a wypływający z antarktycznego lodowca Taylor, który wpływa do jeziora Bonney. Wodospad z rozpadliny lodowca ma kolor jasnej czerwieni - z początku naukowcy byli pewni, iż odpowiadają za to algi; obecnie stwierdzono, że to jednak bakterie żywiące się siarką i żelazem w pozbawionej (rozpuszczonego) tlenu wodzie uwięzionej pod lodem od dwóch milionów lat. 400 metrów pod pokrywą lodową lodowca Taylor kryje się zimne sub-glacjalne jezioro - jego wody przesiąkają przez lód tworząc krwawy wodospad. Na lodzie pojawia się pomarańczowy ślad gdy bogata w żelazo woda rdzewieje przy kontakcie z powietrzem. Owo słone sub-glacjalne jezioro (trzy razy bardziej słone niż woda morska i zbyt słone, by zamarznąć) być może jest częścią morskiego systemu fiordów odgrodzonego po zamknięciu się lodowca 1.5-2 miliony lat temu. Krwawy wodospad pozwala glacjologom czy geomikrobiologom badać mikroby bez konieczności odwiertu w lodzie a la podlodowcowe jezioro Wostok, a co za tym idzie możliwości kontaminacji jego wód. Według Jill Mikucki, która przez 6 lat zbierała próbki wody z Blood Falls testy wykazały obecność 17 różnych typów mikroorganizmów w pozbawionej (rozpuszczonego) tlenu wodzie. Genetyczna analiza wykazała, iż owe 17 typów mikroorganizmów jest spokrewnionych z innymi mikroorganizmami używającymi siarczanów zamiast tlenu do oddychania. Potrafią one zmodyfikować siarczany do pewnej formy nie używając ich wprost do oddychania. Wreszcie woda została wzbogacona rozpuszczalnym żelazawym żelazem - organizmy przekształciły nierozpuszczalne żelazowe żelazo w formę rozpuszczalną. Najlepsze wytłumaczenie... organizmy żyjące w sub-glacjalnym jeziorze używają siarczanów jako katalizatorów by 'oddychać' żelazowym żelazem i metabolizować ograniczone zasoby materii organicznej uwięzione z nimi pod lodem. Suche Doliny McMurdo, gdzie znajduje się Krwawy Wodospad (Blood Falls) słyną z bezlitosnego katabatycznego wiatru spływającego z pochyłości lodowca w kierunku morza, zimnego i suchego. Wiatr ów czyści grunt ze śniegu i lodu. W Suchych Dolinach McMurdo znajdują się liczne skute lodem jeziora, każde chemiczne różne od innych m.in. zaprezentowane na zdjęciu jezioro Fryxell. Sub-glacjalne jeziora Antarktydy to coś niesamowitego. Całkowicie 'obce' ekosystemy, które budzą zainteresowanie astrobiologów poszukujących śladów życia w kosmosie (np. na Europie, księżycu Jowisza). Adaptacja. Adaptacja ponad wszystko. W czasach "Ziemi Śnieżki" i ekstremalnej Epoki Lodowcowej.

Monolity skalne Antarktydy

W ramach eksploracji niedostępnych dla zwykłego śmiertelnika skrawków lądu przenieśmy się na subantarktyczny archipelag Wysp Balleny. Wyspy są niezamieszkane i pochodzenia wulkanicznego. Trzy największe powierzchniowo to Young Island, Sturge Island i Buckle Island. Znajdują się na nich pokryte śniegiem stratowulkany Freeman Peak (1340 m, aktywne fumarole, data erupcji nieznana), Brown Peak (1524 m, nigdy nie zdobyty, daty erupcji nieznane, choć w czerwcu 2001 roku mogła nastąpić jego erupcja) oraz nienazwany stratowulkan na Buckle Island o wysokości 1239 metrów (niepotwierdzona erupcja w 1899 roku). Wyspy zamieszkują kolonie pingwinów Adeli oraz pingwinów maskowych. Zaintrygował mnie wygląd skały zwanej Penguin Rock w pobliżu wysepki Sabrina (zdjęcie polarnika Dennisa Fostera). Podobnie Favreau Pillar - monolityczna kolumna wystająca z morza z głębokości 80 metrów, a znajdująca się w pobliżu innego subantarktycznego archipelagu Wysp Possession. Krajobrazy nie z tego świata!

98-letnie negatywy odkryte na Antarktydzie

Konserwatorzy z Antarctic Heritage Trust odtwarzający antarktyczną chatkę eksploratorów dokonali ciekawego odkrycia. Odnaleźli zamrożone w bloku lodu małe pudełko, w którym znajdowały się 22 nieprzetworzone negatywy. Zdjęcia pieczołowicie odtworzył konserwator fotografii z Wellington w Nowej Zelandii. Odkryto je w chacie zaopatrzeniowej zbudowanej przez Roberta Falcona Scotta. Jego ekspedycja Terra Nova w latach 1910-13 miała dotrzeć na Biegun Południowy. I dotarła, ale w drodze powrotnej Scott i jego towarzysze umarli ze zmęczenia i wyziębienia. Potem w latach 1914-17 ekspedycja The Ross Sea Party, która była komponentem Trans-antarktycznej Ekspedycji Ernesta Shackletona korzystała z chatki. W styczniu 1915 roku statek "Aurora" przybył z zaopatrzeniem i sprzętem dla Shackletona i jego ludzi. Nieznany fotograf przypłynął z grupą 9 ludzi właśnie na "Aurora". Statek miał przezimować przy brzegu oczekując na ekspedycję Shackletona, której celem było zdobycie Bieguna Południowego. Nie wszystko jednak poszło zgodnie z planem. Wskutek antarktycznej zawiei "Aurora" zerwała się z cumy i została wywiana w morze pozostawiając ludzi z ekspedycji Shackletona samotnych na lodzie. Pomimo ekstremalnie surowych warunków pogodowych pozostawieni na brzegu zaopatrzeniowcy z "Aurory" uzupełniali zapasy dla Shackletona i jego ludzi. Nie wiedzieli jednak, że Shackleton i jego ludzie zostali zmuszeni do opuszczenia przejścia, gdy jego barkentyna "Endurance" została zmiażdżona przez lodowy pak i zatonęła pod lodem. Statek "Aurora" powrócił dopiero w styczniu 1917 roku, aby uratować członków ekspedycji The Ross Sea Party. Do tego czasu trzy osoby umarły na Georgii Południowej, w tym fotograf ekspedycji Arnold Patrick Spencer-Smith.

Całość galerii do obejrzenia tutaj:

http://www.nzaht.org/AHT/antarctic-photos/