Кровавый водопад Антарктиды - Blood Falls

В Антарктиде в одной из скрытых полостей, герметично запечатанной 400-метровым слоем льда, уже два миллиона лет спокойно живут бактерии. Без доступа света и при полном отсутствии кислорода. Открытие поможет исследователям по-новому взглянуть на приспособляемость жизни к экстремальным условиям, в частности — случавшимся в далёком прошлом нашей планеты, а заодно и на возможность существования микроорганизмов на Марсе или Европе.

Сенсационную весть принесли Джилл Микуки (Jill Mikucki) из Дартмутского колледжа (Dartmouth College) и её коллеги из ряда других институтов и университетов, проведшие не один сезон в изучении “Кровавого водопада” (Blood Falls). Этот сравнительно небольшой выход жидкого рассола по трещине, ведущей глубоко под ледник Тейлора (Taylor Glacier), получил своё имя из-за красно-рыжего цвета, происхождение которого связано с тем, что вода поднимает из глубин земли живые микроорганизмы, которые были заперты в скрытом резервуаре 1,5-2 миллиона лет.

“Кровавый водопад” в долине Тейлора (фото Chris Gardner)

О существовании жизни в подлёдных озёрах Антарктики учёные рассуждают с 1960-х годов, но точно установить этот факт мешали необходимость бурения сотен метров льда и опасения по поводу заражения уникальных закрытых экосистем “внешними” бактериями.

Blood Falls предоставил биологам уникальную возможность получить образцы воды с огромной глубины без риска заражения “секретного” оазиса, спрятанного в одной из сухих долин Антарктиды. И вот теперь объявлено сразу о нескольких открытиях. 2Генетический анализ показал — под толщей ледника Тейлора приотсутсвии растворенного в воде кислорода живут 17 различных видов микроорганизмов, которые родственны известным бактериям, использующим для дыхания сульфат. Но изотопный анализ кислорода в сульфате (который также в изобилии присутствовал в воде из “Кровавого водопада”) привёл учёных к выводу, что подлёдные микроорганизмыим не дышат. А чем тогда? Ответ подсказал цвет водопада. За рыжий оттенок отвечает ржавчина: вода, выходящая из ледяной трещины на божий свет, оказалась чрезвычайно богата растворимым двухвалентным железом, которое тут же окисляется, соединяясь с кислородом воздуха. А двухвалентное железо там могло появиться, только если его поставляли микроорганизмы, конвертируя из трёхвалентного железа, нерастворимого в воде.

Таким образом, сформировалась стройная картина: 1,5-2 миллиона лет назад на этом месте был фьорд. Когда началось оледенение, уровень моря упал и сравнительно небольшой водоём на континенте оказался запечатан сверху мощным ледником.

Микробы же, попавшие в западню, “не растерялись”. Они всё это время жили, перерабатывая остатки органики, запертой вместе с ними, причём дышали они железом из окружающих пород (вместо кислорода) при содействии сульфата в качестве катализатора. Точный размер скрытого водоёма — неизвестен. Но предполагается, что он спрятан от солнца почти полукилометровой толщей льда, а тянется на расстояние почти четыре километра.

3 Микуки за сбором проб из “Кровавого водопада” (фото Jill Mikucki).

Выживание бактерий в таком негостеприимном месте вновь подняло в научной среде тему “Земли-снежка” (Snowball Earth), то есть гипотезы глобального оледенения, произошедшего порядка 650-700 миллионов лет назад и оставившего после себя ряд геологических “примет”.

Учёные давно спорят — было ли то оледенение полным или кое-где оставались открытые участки океана. Так или иначе, но один из самых интригующих вопросов — как жизнь на Земле не оборвалась в эту эпоху?

На этот вопрос есть несколько теоретических ответов, и вполне возможно, тогда сработало сразу несколько “схем” выживания. Но микробы из Blood Falls — это не просто ответ, а натурная модель такого процесса адаптации к ледяному плену, пусть ловушка в Антарктике захлопнулась намного ближе к нашему времени.

Учёные давно соотносят гипотетическую подлёдную биосферу Антарктиды ( скрытые миллионы лет назад озёра и изолированные реки) с потенциальным способом сохранения жизни в куда более раннюю эпоху — то есть в криогенийский период.

В криогенийский период похолодание зашло очень далеко. Увеличивающийся рост льда на полюсах повышал альбедо планеты, что приводило к её дальнейшему охлаждению. А ещё заморозка воды приводила к падению числа облаков, что также снижает температуру.

После того как всё окончательно замёрзло и фотосинтез почти или полностью замер, начать обратный процесс разогрева смогли только вулканы, за счёт которых в атмосфере накопилось огромное количество углекислого газа (в 350 раз больше, чем сейчас, – до 13% атмосферы), а также метана – их нечему было усваивать. За миллион лет парниковых газов набралось достаточно, чтобы запустить процесс разморозки, на который ушло, предположительно, всего 1000 лет. В этот момент жизнь испытала мощный всплеск, что за несколько следующих тысячелетий снова изменило атмосферу (вернуло ей кислород и убрало лишний CO2) (кадры BBC).

А ещё бактерии из-под ледника Тейлора являют собой живой пример микроорганизмов, которые могли бы развиться в суровых условиях Марса и Европы. Приспособляемость и вариативность бактерий — потрясает. Пример бактерий из Blood Falls показывает возможность сохранения жизни не только в далёком прошлом, но и в очень далёком будущем — какие бы потрясения климата нашу планету ни ждали.

Жизнь в экстремальном холоде и жизнь в кипятке, жизнь в солях и подкислённой среде, жизнь без кислорода… Природа богата на выдумки. И кто после этого будет сомневаться, что жизнь возможна и вне Земли?

Источник: membrana.ru

Ни для кого не секрет, что любая рана живого организма кровоточит (из раны животного течет кровь, а на месте повреждения растения выступает смола или древесный сок). Но на планете Земля существует необычное место, созерцая которое складывается впечатление, что кровоточит сама планета. Это ледник Тейлора, находится в Антарктиде, неподалеку от известного пролива Мак-Мердо, в так называемых Сухих долинах.

Его в 1911 году обнаружил австралийский исследователь Антарктиды Гриффит Тейлор. Уникальность данного ледника состоит в том, что в условиях вечной мерзлоты из него вытекает кроваво-красная вода, образуя природный феномен, получивший название «кровавый водопад». Изначально Тейлор предполагал, что кровавый эффект водопаду придают красные водоросли, которые, якобы, произрастают в глубине ледника.

Однако, исследования ученого Дартмутского университета Джилла Микуки показали, что заслуга ярко-красного цвета воды принадлежит уникальным микроорганизмам, которые живут в подземном озере, находящемся в леднике на глубине 400 метров, никогда не замерзающее из-за того, что в нем очень высокая концентрация соли. Эти микроорганизмы в условиях отсутствия привычных для живых организмов питательных веществ и солнечной энергии приспособились питаться сульфитам, которых достаточно в соленой среде. В результате уникальных реакций, сульфаты превращаются в сульфиты (железо), которые при взаимодействии с кислородом окисляется, придавая воде красный цвет. Открытие этих микроорганизмов позволяет с оптимизмом надеяться на то, что на ледяных планетах Солнечной системы могут быть обнаружены живые организмы.