Õsi DNS-mintákat találtak az Antarktiszi tó vizében

Orosz kutatók januárban fúrták meg a Vosztok vizét, és több mint 3400 méter mélységből vízmintákat hoztak felszínre. Laboratóriumi elemzésük 3507 élő szervezet, többségében baktérium DNS-ét mutatta ki. A baktériumok mellett egysejtű és többsejtű organizmusokat, köztük gombákat is találtak - írták a kutatók a PLOS ONE tudományos folyóiratban közzétett tanulmányukban. Az élet ilyen sokrétűsége a tóban meglepte a kutatókat, mivel azt feltételezték, hogy a tó - a szélsőséges körülmények miatt - steril.

Két DNS-minta ősbaktériumoktól, azaz archeáktól származik - írták a kutatók a PLoS ONE tudományos folyóiratban közölt tanulmányukban. A tóból származó néhány baktérium genetikai örökítőanyaga teljesen új a tudomány számára, és olyan új fajoké lehet, amelyek a tó mélyében fejlődtek ki.

Az 1994-ben orosz és brit kutatók által felfedezett Vosztok a legnagyobb a hatodik kontinensen eddig feltérképezett 150 jégalatti tó közül. A 250 kilométer hosszú és 50 kilométer széles, helyenként csaknem négy kilométer vastagságú jégpáncél borítja. Feltételezések szerint a hatalmas édes vizű tó több mint 14 millió éve el van vágva a külvilágtól. Az orosz expedíció célja az volt, hogy megbizonyosodjon arról: léteznek-e a tóban olyan ősi, hidegtűrő mikroorganizmusok, amelyek alkalmazkodtak a sötét, jeges környezethez.

"A korábban feltételezettnél jóval bonyolultabb életfeltételeket találtunk. Ezek az élet szívósságát mutatják, azt, miként képesek az organizmusok túlélni olyan körülményeket, ahol még néhány éve úgy gondoltuk, semmiféle élet nem létezhet. Változnak annak határai, mi élhető és mi nem" - idézte Scott Rogerst, az ohiói Bowling Green Állami Egyetem biológusát, a Vosztok vízmintáinak elemzését végző tudóscsoport vezetőjét a The Daily Telegraph brit napilap.

A mintákban talált baktériumok között vannak olyanok, amelyek megtalálhatók a halak, rákok, gyűrűs férgek emésztőrendszerében, ami azt jelezheti, hogy sokkal bonyolultabb életforma létezhet a tó vizében. A tóból származó néhány baktérium genetikai örökítőanyaga teljesen új a tudomány számára és olyan új fajoké lehet, amelyek a tó mélyében fejlődtek ki.

Külön feladat volt biztosítani a jégminták tisztaságát. A kör alakú mintákat 4 Celsius-fokra hűtött 5,25 százalékos hipokloridoldatba helyezték, majd háromszor egymás után desztillált vízzel mosták le, így távolítva el a jég külső részét. Ezután steril körülmények között megolvasztották a maradék jeget. A vizet megszűrték, a DNS- és RNS-darabkákat centrifugálással nyerték ki, majd a vizet visszafagyasztották.

Az orosz kutatócsoport több évnyi fúrás után 2012 februárjában érte el a 3,5 kilométer vastagságú jégtakaró alatt megbúvó tavat, ami immár 14 millió éve teljesen el van szigetelve a külvilágtól. A fúrólyukat kerozinnal töltötték fel, hogy meggátolják a visszafagyást, ami maga is tartalmaz baktériumokat, ezáltal aggályos volt, hogy beszennyezik a tó vizét. A csapat elvileg ezt a problémát kiküszöbölte, amikor a fúrófej elérte a tavat a nyomáskülönbség hatására a kenőanyagként is alkalmazott kerozin automatikusan visszanyomódott a felszín felé, a fúrólyukba pedig a tó vize áramlott.

A fúróra fagyott vízmintákat tavaly május óta tanulmányozza Szergej Bulat csapata a Pétervári Atomfizikai Intézetben. "A minták nagyon piszkosnak bizonyultak, sok kerozinnal" - mondta Bulat, aki a tavaly októberi előzetes genetikai elemzések alapján akkor még a baktériumokat a fúrófolyadékból és nem a tóból származtatta.

Bulat azóta visszatért a DNS mintákhoz. A szekvenciákat összevetve az ismert szennyező ágensek adatbázisával először 19 bakteriális fajt azonosított be. "Mindegyikük szennyeződésnek, vagy az emberi bőrről származó baktériumnak bizonyult" - mondta. Volt azonban egy huszadik faj, ami sokkal szokatlanabbnak bizonyult. A genetikai minták kevesebb, mint 86 százalék hasonlóságot mutatnak a baktériumok főcsoportjaihoz viszonyítva. Ez akár azt is jelenthette, hogy egy teljesen új kategóriával állnak szemben. 

"Ösztönző, bár nem sokat tudunk róla" - mondta korábban David Pearce, a Brit Antarktisz Felmérés vezetője, aki szerint az lett volna inkább meglepő, ha nem találnak életet a Vosztok-tóban, mivel az organizmusok képesek akár a legszélsőségesebb közegekben is életben maradni. Pearce szerint sokkal érdekesebb az a kérdés, hogyan néz ki a Vosztokban talált élet és mennyiben tér el a többi földi élettől?

Pearce a Hodgson-tó mintáit tanulmányozta, amit csupán néhány méternyi jég választ el a külvilágtól az Antarktisz nyugati területén. Elmondása szerint az ott talált genetikai szekvenciák 25 százaléka nem mutat egyezést a DNS adatbázisokban található adatokkal, ezért egy szokatlan DNS szekvencia önmagában még nem bizonyítja, hogy a Vosztok-baktérium egy új csoporthoz tartozna. Ennek megállapításához egy hosszú, szisztematikus tesztsorozatot kell elvégezni, melynek eredményeit azután egy független vizsgálatnak is reprodukálnia kell, tette hozzá Martin Siegert, az angliai Bristol Egyetem kutatója, aki tavaly maga is megpróbált lefúrni egy másik antarktiszi tóhoz, az Ellswoth-höz, sikertelenül. Amennyiben a baktérium valóban új csoporthoz tartozik, akkor hamar tüzetes vizsgálatoknak vethetik alá. "A következő kérdés, honnan származik?" - mondta Siegert.

A kutatók szerint az élet a tó fenekén lerakódott üledékben lehet, ahol táplálékhoz jutnak, Bulat baktériuma azonban aligha kerülhetett ki abból a közegből, mivel ehhez 700 méternyi tóvízen kellett volna keresztül verekedni magát, amikor az orosz fúró áttörte a Vosztok feletti jeget. "Az egyetlen mód, hogy ezt megtudjuk, ha behatolunk a tóba és közvetlen mintavételt végzünk" - mondta Siegert, aki robotokkal vetetne mintát a tó vizéből és üledékéből. Amerikai kutatók nemrég sikeres fúrást hajtottak végre a Whillans, egy sekélyebb szubglaciális tó esetében, ami egy jégréteg alatti tó- és folyóhálózat része, melyben ugyancsak élő mikrobákra bukkantak.