World Mysteries of Lake Vostok i Antarktis

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Ryssland frös praktiskt taget nya borrningar av den subglaciala Antarktiska sjön Vostok, och i det ögonblick då det kom närmast att upptäcka det lokala livet.

Vi vet alla att vi efter att ha borrat i djupet av sjön Vostok i Antarktis hittade spår av en extremt ovanlig bakterie. Utländska forskare tror att det finns många exotiska flercelliga organismer i sjön. Deras inhemska kollegor avvisar denna synpunkt, men de tror också att fortsättningen av hans forskning skulle medföra många nya saker - och skulle göra det möjligt att förstå hur livet kan se ut i andra världar i solsystemet. Detta kommer inte att hända inom en snar framtid: huvudarbetet vid Vostok stoppades tyvärr. Om någon gör sådana upptäckter i sjön, då kan det bli utländska forskares förtjänst – och det kommer att ske mycket snart.

Sjön Vostok är en stor reservoar på 6 000 kubikkilometer, vilket är många gånger mer än i Ladoga. Dessutom är öst subglacialt, på ett djup av nästan fyra kilometer, vilket är anledningen till att trycket där är upp till 400 atmosfärer, och syre och kväve har ingenstans att ta vägen utanför kontakten med atmosfären. Vattnet i sjön som är mättat med dem är en unik miljö, som borde vara den mest ogynnsamma reservoaren för liv på jorden. Men trots detta finns det fortfarande liv där - åtminstone är detta åsikten från ett antal ryska och amerikanska forskare som har studerat resultaten av dess borrning. Även om uppskattningarna av forskare från dessa två länder om dess beboelighet skiljer sig radikalt, tror de alla att de har hittat spår av lokalt liv.

I april 2017 ägde premiären av filmen "Lake Vostok. Ridge of Madness" rum, som berättade om de mycket svåra förhållanden under vilka ryska polarforskare och forskare uppnådde mycket betydande resultat i sökandet efter liv under flera kilometer av Antarktis is. Filmen samlar fortfarande internationella priser, men historien är förknippad med den och viktigare än alla priser. Han tar upp frågan om det faktiska stoppandet av djuprenborrning vid sjön Vostok av krafterna från polarstationen med samma namn. Brist på finansiering har hindrat stora steg från att tas där sedan 2015. Och nu är det flera gånger färre folk på stationen än vad det var när arbetet var som högst. Från detta finns det praktiskt taget inga förhoppningar om en stor upptäckt av det lokala livet under isen. Det är dags att ta en titt på borrningens historia, att förstå vad som har uppnåtts där och vad - tack vare den nuvarande "frysningen" av arbetet - som inte kommer att uppnås.

Det finns två synpunkter på vem som exakt bor under isen mellan Vostokstationen och sjön med samma namn. En av dem är amerikansk, den andra är rysk. Den första bygger på resultaten av grundare borrningar som USA utförde i området på 1990-talet. Sedan lyckades de få bara isen över sjön - den som bildades från dess vatten, gradvis steg upp och frös. Baserat på resultaten av att analysera hans prover, hittade Scott Rogers gruppmetagenomiska metod där gensekvenser av 1 623 arter! Sex procent av dem tillhörde ganska komplexa varelser - eukaryoter, varelser med en separerad kärna omgiven av en mur. Något så komplicerat var det minst förväntade att ses på flera kilometers djup.

Dessutom lever en av de typer av bakterier, som förmodligen finns på detta sätt, bara i tarmarna hos fiskar - den förekommer helt enkelt inte separat från dem. Gensekvenser typiska för hjuldjur och blötdjur hittades också. Av detta drog den amerikanska gruppen slutsatsen att bland invånarna i sjön Vostok kan det finnas extremt komplexa varelser, till och med fiskar och kräftdjur. Enligt en hypotes har sjön i form av en öppen reservoar funnits i tiotals miljoner år och bara de senaste 14-15 miljonerna är dold av is.

Detta innebär, teoretiserar forskarna, att lokala fiskar och kräftdjur hade mycket tid att gradvis anpassa sig till underisförhållanden. Dessutom, om de är där, kan de göra de extrema förhållandena i öst mindre extrema. Syreandande organismer kan konsumera det överskott av syre som kommer in i sjön tillsammans med isen. Sedan, i sjöns djup, kanske det inte finns ett överskott av denna gas - ett starkt oxidationsmedel, bredvid vilket livet inte är lätt - det kanske inte finns.

Ryska forskare, ledda av Sergei Bulat, reagerade extremt kallt på denna upptäckt. De påpekade mycket riktigt att borrningen utfördes med tekniska vätskor förorenade med vanlig jord och andra bakterier. Det är praktiskt taget omöjligt att skilja externa föroreningar från "lokala invånare" utan att använda "ren borrning". Inhemska forskare tror att det under sådana förhållanden är möjligt att tala om verkligt "österländskt" liv endast om genetiska sekvenser hittas som är helt annorlunda än vad som helst.

Och specialister från St. Petersburg Institute of Nuclear Physics vid den ryska vetenskapsakademin lyckades hitta det bakteriella DNA, som inte sammanföll med någon av de kända arterna. Det är så främmande för dem att det inte ens gick att placera det i någon grupp av bakterier. 14 procent av hennes gener finns inte hos någon annan känd art. Som Sergei Bulat sa då, är detta DNA så olikt allt annat att "om det hittades på Mars, skulle de utan tvekan förklara att detta är liv från Mars. Även om det är jordbundet DNA."

Dessa är dock bakterier, enkla, encelliga, utan "klockor och visselpipor" och onödig komplexitet. Gener av något oväntat och ännu mer komplext, men samtidigt annorlunda än landlevande arter, har ännu inte hittats i isprover. Så eukaryoter och till och med flercelliga sådana som fiskar, enligt våra forskare, är fortfarande inställda där. Det här kanske inte är dåligt. Fisk, som lever utan ljus och tillförsel av näringsämnen från ovan, borde vara så främmande för allt att vi vet att de i själva verket inte skulle skilja sig mycket från alla "gröna män" från berättelser om kreativa ufologer.

Frågan om det finns flercelliga organismer i öst är inte alls stängd på detta. På senare tid har forskare lärt sig att flercelliga organismer - i synnerhet svampar - på något mystiskt sätt kan överleva djupt under havsbotten. Trycket där är till och med högre än i den subglaciala sjön. Tydligen lever svampar på något sätt med kemoautotrofa bakterier, som extraherar energi från oorganiskt material på grund av dess oxidation. Otillräckligt oxiderade järnföreningar, till exempel i sammansättningen av olivin, tjänar som "bränsle" för ett så djupt liv. Bakterierna "bränner" den med syre och får vatten.

Och i slutet av april 2017 blev det känt att flercelliga svampar av den beskrivna typen kan existera under havsbotten i 2,4 miljarder år. Dessutom uppstod de redan innan atmosfären mättades med syre. Det vill säga, i motsats till redan existerande åsikter, behöver flercelligt och komplext liv inte en syreatmosfär eller gynnsamma förhållanden på planetens yta. Om så var fallet för miljarder år sedan kan det mycket väl vara så att det även idag i den subglaciala sjön finns organismer som är mer komplexa än bakterier – och mycket mer.

Låt oss för en sekund anta att saker och ting kan vara så. Då går vikten av deras upptäckt långt utöver vår kunskap om jordelivet. Faktum är att tarmarna på Mars, Titan, Enceladus, Europa, Ceres och många andra kroppar i systemet också har en iskappa på toppen, vatten under och högt tryck. De är så lika förhållandena i öst att slutsatsen antyder sig själv: om komplext liv finns under Antarktis is, är det svårt att utesluta dess närvaro i andra världar i solsystemet.

Vid första anblicken kan det tyckas att det största problemet med liv under isen i Antarktis är kallt. Faktum är att så kanske inte alls är fallet. Ja, sjöns övre lager kyls ner till minus tre grader Celsius. Om det inte fanns något tryck över 350 atmosfärer skulle det finnas is i deras ställe, bara det tillåter inte så kallt vatten att frysa. Och ändå är de lägre lagren av sjön troligen mycket mer extrema när det gäller temperaturer.

I isen hundra-två meter ovanför sjön lyckades vi hitta Hydrogenophilus thermoluteolus, en termofil bakterie. Även om det är ganska vanligt där "till utseendet" (gener liknar andra kända prover) är det väldigt svårt att hänföra det till yttre föroreningar. Och inte bara för att en termofil bakterie i Antarktis skulle vara en ganska konstig förorening. Ännu viktigare, innan isen över öster, kunde den bara hittas i varma källor. På ytan har hon inte så mycket att göra – hon lever på att oxidera vätet som samlas där hett vatten kommer i kontakt med stenarna.

En sådan "förorening" kunde nästan säkert inte komma in i fotogen eller freon som används vid borrning från Ryssland eller andra delar av världen. Produktionen av sådana ämnen finns ingenstans i varma källor. På grundval av detta föreslår ryska och franska forskare att samma källor är gömda på botten av den subglaciala sjön, genom vilken förutom hett vatten väte strömmar, vilket fungerar som grund för kemoautotrofiskt liv.

Generellt sett är Hydrogenophilus thermoluteolus långt ifrån den största extremen bland dem som bor nära varmvatten. Människor som henne lever och utvecklas vid 40-60 grader Celsius. De mest "styva" av dem är de mer enkelt arrangerade encelliga organismerna, archaea, som bär upp till 122 grader Celsius. Hittills har dock inga spår av arkéer i isen ovanför sjön eller i prover från den hittats. Så om det är varmt i botten, så inte överdrivet, inte över kokpunkten vid vilken bakterier dör.

För flera år sedan började djupborrning i sjöns vatten att sakta ner. För att komma till ett sådant djup är en borr inte lämplig: smältvatten från isen fryser snabbt. Den ersätts av icke-frysande fotogen eller freon. Men om sådana vätskor – det kan finnas många bakterier i – kommer ut i sjöns vatten blir det väldigt svårt att förstå vilken av de som hittas under borrningen som är en aborigin och vem som är en utomjording. Ryska forskare har länge kommit fram till att på de sista tiotals metrarna is, och ännu mer i själva sjön, behövs fundamentalt olika tekniker som utesluter kontakt mellan sjövattnet och yttre vätskor.

Tyvärr betyder det att ny borrutrustning behövs. Och dess skapelse - i motsats till exploateringen av den föregående - kräver pengar, om än inte på något sätt i kosmisk skala. Så någonstans under 2015 bromsades arbetets fortsatta framsteg på allvar. Den "tråkiga" delen av stationens personal är nu bara ett fåtal personer, och en gång för genomförandet av denna uppgift fördes dess personal till dussintals.

Det som hände är med största sannolikhet som att Chrusjtjov efter oktober 1957 plötsligt sa att det var dyrt att skjuta upp satelliter och inte gav finansiering för alla andra rymdflygningar. Ryska forskare har hittat den bästa kandidaten för ett ovanligt liv för en subglacial sjö som ligger på kilometers djup. Den här sjön, som många tror, är förbunden med underjordiska kanaler med andra lokala sjöar - och det finns dussintals av dem i Antarktis, Vostok är helt enkelt den största. Och plötsligt, istället för att fortsätta arbeta, hitta nya bakterier eller till och med flercelliga organismer, överger vi plötsligt själva kampen.

Logiken bakom detta beslut är förståelig. Chrusjtjov kunde inte säga "spela runt och det räcker" - han skulle ha tappat ansiktet på grund av konkurrenstrycket från USA. W. Brown var där med sina drömmar om månen, och vägran att flyga skulle försätta Sovjetunionen i en obekväm position. Tyvärr har illvilliga amerikaner ingen brådska att tävla med oss i riktning mot att utforska det mest exotiska jordelivet. För detta har staterna helt enkelt inte en polarstation precis ovanför sjön. Som ett resultat kan situationen förvandlas till ett långt stopp i våra egna ansträngningar i denna riktning.

Men NASA funderar bara på metoder för att borra kilometer is i Europa. Kanske kommer de att fundera på att testa ett mobilt borrkomplex över samma öst. Då kan det visa sig att prioriteringen i upptäckten av det mest extrema livet under isen kommer att ligga hos någon annan.