В подземном резервуаре высокосоленой воды, расположенном под ледником Тейлора в Антарктиде, сообщество морских микроорганизмов оставалось активным на протяжении миллионов лет. Это открытие было подробно описано в исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience в прошлый понедельник (03).
Исследование, проведенное микробиологом Анжелой Зумплис из Калифорнийского университета в Сан-Диего, выявило эукариотические организмы, живущие в месте, известном как Красные водопады (Blood Falls). Эта среда характеризуется красноватым потоком воды, стекающим с ледника в озеро Бонни, расположенное в Сухой долине Мак-Мердо.
Ученые предположили, что эти живые существа могут быть потомками древней морской популяции, которая оказалась изолированной, когда океанская вода была заперта под натиском льда. Экстремальная среда послужила убежищем, сохранив формы жизни, пережившие глубокие климатические изменения в Антарктиде.
Живой архив, спрятанный под антарктическим льдом
Красные водопады привлекают внимание более ста лет из-за своего необычного вида. Во время экспедиции в 1911 году геолог Томас Гриффит Тейлор впервые заметил это образование; изначально его красный цвет приписывался присутствию водорослей.
Последующие исследования показали, что происхождение этого оттенка иное. Феномен возникает из-за того, что подземный резервуар соленой воды содержит большое количество растворенного железа. Когда этот материал контактирует с кислородом при выходе на поверхность, происходит окисление, придающее потоку красноватый вид.
Этот резервуар оставался защищенным под ледником Тейлора как минимум 1,5 миллиона лет. Причина его сохранения заключается в свойствах самой воды, высокая концентрация солей которой понижает точку замерзания, позволяя существовать жидким карманам даже на континенте, покрытом льдом.
Хотя эта область уже была известна обитанием прокариот, таких как бактерии и археи, новое исследование сосредоточилось на другой группе: эукариотических микроорганизмах. Эти существа обладают более сложными внутренними структурами, включая клеточное ядро, и включают такие организмы, как диатомеи, динофлагелляты, гаптофиты и ciliates, группы, обычно ассоциируемые с морскими экосистемами.
Для изучения присутствия этих форм жизни Зумплис и ее команда проанализировали 167 образцов, собранных в различных точках региона, охватывающих красный поток Красных водопадов, осадки, лед, ил, районы Сухой долины Мак-Мердо и прилегающие морские водоемы. Для различения метаболически активных организмов и тех, которые представлены только генетическими следами в окружающей среде, использовался анализ окружающей РНК.
Результаты показали, что микроорганизмы не просто переносились ветром с побережья. Высокая концентрация этих организмов возле Красных водопадов и их генетические вариации по сравнению с современными морскими родственниками свидетельствовали о длительной изоляции. Исследователи пришли к выводу, что эта особенность указывает на возможность того, что обнаруженное сообщество является потомком организмов, которые остались в ловушке, когда древние массы морской воды вторгались в эту область до формирования нынешнего ледяного ландшафта Антарктиды.
Команда также предполагает, что выживание этих микроорганизмов может быть связано с различными тактиками. Некоторые виды выработали адаптации для выдерживания высокой солености, в то время как другие могли находиться в состоянии покоя в течение длительных периодов, пока условия окружающей среды не позволили возобновить их активность.
Для ученых значимость этого открытия заключается в возможности напрямую изучать организмы, связанные с древней средой, вместо того чтобы полагаться исключительно на окаменелости или геологические записи для реконструкции прошлой Антарктиды. По словам авторов, Красные водопады представляют собой потенциальное убежище древних линий, предлагая путь для понимания того, как изолированные экосистемы реагируют на большие экологические изменения.
