Meglepetést tartogatott egy fagyott antarktiszi tó
WASHINGTON. Amerikai kutatók szerint egy antarktiszi tó hideg és sós vizének mélyén élő baktériumok felfedezése azt sugallja, hogy mikrobák más világok szélsőséges körülményei között is életben maradhatnak.
A Vida-tó a McMurdo-szárazvölgyek régió számos egyedülálló tavának legnagyobbika, mely nem tartalmaz oxigént, nagyrészt fagyott, és a Földön található természetes víztömegek közült a legmagasabb dinitrogén-oxid mennyiséget hordozza. Ezenkívül akár 27 méter vastag jégsapka boríthatja, vize hatszor sósabb a normál tengervíznél és mínusz 13 fokos hőmérsékletével a Föld egyik leghidegebb vízi élőhelye, mégis hemzseg benne az élet.
A tóba lefúrt kutatók bőséges és változatos baktériumokat találtak. „A Vida-tó nem éppen kellemes hely az életre – mondja Peter Doran, az Illinoisi Egyetem kutatója és a csapat tagja. – Igen figyelemreméltó, hogy valami élni szeretne a hideg, sötét és sós környezetben." Doran és csapata kétszer fúrt le a Vida-tóba: 2005-ben majd 2010-ben. A mikrobiális életről a PNAS folyóiratban számoltak be.
A két fúrásból származó vízminták a mérsékelt égövi édesvízi tavakban rendszerint fellelhető sejtek bőségének egytizedét nyújtották. A sejtek némelyikének átmérője 1 mikrométer volt – normál méret a mikrobák számára -, azonban a minták számos egyéb részecskét is tartalmaztak, melyek átmérője 0,2 mikrométeres.
Egyik sejttípus sem reprezentál korábban ismeretlen életformát – mondja Alison Murray, a vizsgálat társszerzője. A genetikai elemzés azt sugallja, hogy a sejtek nagy része – mind a sztenderd méretűek, és a mikrosejtek – baktériumok ismert típusaihoz köthetőek. Azonban egy nagy számban jelen lévő, normál méretű baktérium a jelek szerint nem rendelkezik közeli rokonokkal a tenyésztettek között, így talán új törzset képvisel.
A csapat még nem tárta fel, hogyan termelnek a baktériumok energiát. Talán felülmúlnak számos ismert baktériumot azzal, hogy pusztán oldott, szerves szénnel táplálkoznak, vagy pedig az energia még egzotikusabb formáit alkalmazhatják, ahogy a szélsőséges környezetekben élő más mikrobák is teszik. Például a mély aranybányákban élő baktériumokról ismeretes, hogy a kőzetekben kémiai reakciók révén létrejött molekuláris hidrogén segítségével életben maradnak.
„Biztos, hogy rengeteg energia van a sóstóban. A szén lehet az elsődleges energiaforrás, azonban a hidrogén is létfontosságú lehet a tó mikrobiális élővilágának hosszú távú túléléséhez” – mondja Murray.
A tavat állandó jelleggel befedő jégtakaró felfelé hízik, ahogy a környező gleccserekből érkező olvadékvíz ráfolyik a jégre és újra megfagy. A jégben lévő szerves szénrészecskék izotópelemzése azt sugallja, hogy a tó mintegy 2800 éve le van zárva, így a sósvízben lévő bármely szén legalább ilyen hosszú ideje ott van, és talán mennyisége sem óriási. Ez azt sugallja, hogy a mikrobák valami más anyagot használhatnak az energiatermelésre.
Mivel elszigetelten élnek és a tóban nincsenek ragadozók, a sejtek talán biológiailag csökkentett, „túlélési módra” – sejtosztódás és szaporodás nélkül – váltottak át, mely lehetővé teszi, hogy hosszú ideig elviseljék a stresszt és a zord környezetet.
A Vida-tó kivételes környezet, mivel jégsapkával borított, geokémia és biológiai tekintetben valószínűleg nagyon különbözik az Antarktisz számos szubglaciális (jég alatti) folyójától és tavától, amelyek több kilométeres jég alatt szunnyadnak több millió éve.
A kutatók azonban egyre több erőfeszítést tesznek annak érdekében, hogy a fagyott kontinensen megfúrjanak három ilyen tavat. A következő két hónapban a brit, amerikai és orosz csapatok igyekeznek lefúrni és mintát begyűjteni az Ellsworth-, Whillans- és Vosztok-tóból. Reményeik szerint ezek a vizek talán adatokat nyújtanak arról, milyen feltételek szükségesek a földi és más bolygón lévő élet fenntartásához.
Martin Siegert, brit glaciológus szerint, bár a Vida-tó közel sem olyan régen szigetelődött el, mint szubglaciális társai, a változatos mikrobiális élet felfedezése jege alatt már a maga nemében is figyelemre méltó. "Újabb szélsőséges hely, ahol életet találtunk, és bizonyítékot nyújt a peremfeltételek egy másik kategóriájára, ahol még fennmaradhat az élet."
A tóba lefúrt kutatók bőséges és változatos baktériumokat találtak. „A Vida-tó nem éppen kellemes hely az életre – mondja Peter Doran, az Illinoisi Egyetem kutatója és a csapat tagja. – Igen figyelemreméltó, hogy valami élni szeretne a hideg, sötét és sós környezetben." Doran és csapata kétszer fúrt le a Vida-tóba: 2005-ben majd 2010-ben. A mikrobiális életről a PNAS folyóiratban számoltak be.
A két fúrásból származó vízminták a mérsékelt égövi édesvízi tavakban rendszerint fellelhető sejtek bőségének egytizedét nyújtották. A sejtek némelyikének átmérője 1 mikrométer volt – normál méret a mikrobák számára -, azonban a minták számos egyéb részecskét is tartalmaztak, melyek átmérője 0,2 mikrométeres.
Egyik sejttípus sem reprezentál korábban ismeretlen életformát – mondja Alison Murray, a vizsgálat társszerzője. A genetikai elemzés azt sugallja, hogy a sejtek nagy része – mind a sztenderd méretűek, és a mikrosejtek – baktériumok ismert típusaihoz köthetőek. Azonban egy nagy számban jelen lévő, normál méretű baktérium a jelek szerint nem rendelkezik közeli rokonokkal a tenyésztettek között, így talán új törzset képvisel.
A csapat még nem tárta fel, hogyan termelnek a baktériumok energiát. Talán felülmúlnak számos ismert baktériumot azzal, hogy pusztán oldott, szerves szénnel táplálkoznak, vagy pedig az energia még egzotikusabb formáit alkalmazhatják, ahogy a szélsőséges környezetekben élő más mikrobák is teszik. Például a mély aranybányákban élő baktériumokról ismeretes, hogy a kőzetekben kémiai reakciók révén létrejött molekuláris hidrogén segítségével életben maradnak.
„Biztos, hogy rengeteg energia van a sóstóban. A szén lehet az elsődleges energiaforrás, azonban a hidrogén is létfontosságú lehet a tó mikrobiális élővilágának hosszú távú túléléséhez” – mondja Murray.
A tavat állandó jelleggel befedő jégtakaró felfelé hízik, ahogy a környező gleccserekből érkező olvadékvíz ráfolyik a jégre és újra megfagy. A jégben lévő szerves szénrészecskék izotópelemzése azt sugallja, hogy a tó mintegy 2800 éve le van zárva, így a sósvízben lévő bármely szén legalább ilyen hosszú ideje ott van, és talán mennyisége sem óriási. Ez azt sugallja, hogy a mikrobák valami más anyagot használhatnak az energiatermelésre.
Mivel elszigetelten élnek és a tóban nincsenek ragadozók, a sejtek talán biológiailag csökkentett, „túlélési módra” – sejtosztódás és szaporodás nélkül – váltottak át, mely lehetővé teszi, hogy hosszú ideig elviseljék a stresszt és a zord környezetet.
A Vida-tó kivételes környezet, mivel jégsapkával borított, geokémia és biológiai tekintetben valószínűleg nagyon különbözik az Antarktisz számos szubglaciális (jég alatti) folyójától és tavától, amelyek több kilométeres jég alatt szunnyadnak több millió éve.
A kutatók azonban egyre több erőfeszítést tesznek annak érdekében, hogy a fagyott kontinensen megfúrjanak három ilyen tavat. A következő két hónapban a brit, amerikai és orosz csapatok igyekeznek lefúrni és mintát begyűjteni az Ellsworth-, Whillans- és Vosztok-tóból. Reményeik szerint ezek a vizek talán adatokat nyújtanak arról, milyen feltételek szükségesek a földi és más bolygón lévő élet fenntartásához.
Martin Siegert, brit glaciológus szerint, bár a Vida-tó közel sem olyan régen szigetelődött el, mint szubglaciális társai, a változatos mikrobiális élet felfedezése jege alatt már a maga nemében is figyelemre méltó. "Újabb szélsőséges hely, ahol életet találtunk, és bizonyítékot nyújt a peremfeltételek egy másik kategóriájára, ahol még fennmaradhat az élet."
Forrás
hirado.hu
