Microbi antici au supravieţuit sub gheaţa unui lac din Antarctica

Cercetătorii finanţaţi de Naţional Science Foundation (NSF) descriu într-o nouă publicaţie o comunitate viabilă de bacterii, care supravieţuiesc într-un mediu întunecat, sărat şi cu temperaturi sub 0 grade, la aproape 20 de metri sub gheaţa unuia dintre lacurile cele mai izolate din Antarctica.

Descoperirea ar putea avea implicaţii importante pentru descoperirea vieţii în alte medii extreme, inclusiv în altă parte a sistemului solar.

Dacă, după cum au postulat cercetătorii, bacteriile supravieţuiesc doar din reacţii chimice, spre deosebire de atragerea de energie de la soare sau de alte surse, "aceasta ne oferă un cadru cu totul nou de gândire asupra modului în care viaţa poate fi susţinută în crio-ecosistemele de pe Pământ şi din alte lumi de gheaţă din univers", a declarat Alison Murray de la Institutul de Cercetare al Deşertului (DRI) din Nevada, autoarea principală a studiului.

Rezultatele au fost publicate săptămâna trecută în revista Proceedings a Academiei Naţionale de Ştiinţe.

Murray şi Christian Fritsen, tot de la DRI, au fost coautori ai lucrării, alături de Peter Doran şi Fabien Kenig de la Universitatea Illinois din Chicago.

Activitatea echipei a fost susţinută de NSF, care gestionează Programul Antarctica al Statelor Unite ale Americii (USAP). Prin USAP, NSF coordonează toate activităţile de cercetare ale SUA pe cel mai sudic continent şi în Oceanul de Sud.

Lacul Vida este cel mai mare din seria multelor lacuri unice găsite în McMurdo Dry Valleys, o zonă fără gheaţă de pe continent.

Lacul Vida nu conţine oxigen, este în mare parte îngheţat şi are cele mai mari nivelurile de oxid de azot comparativ cu orice alt corp natural de apă de pe Pământ. Un lichid sărat, care este de aproximativ şase ori mai sărat decât apa de mare, pătrunde în mediul îngheţat la o adâncime de 16 metri, cu o temperatură medie de -13,4 grade Celsius.

"Acest studiu oferă o fereastră spre unul dintre cele mai neobişnuite ecosisteme de pe Pământ", a declarat Murray. "Cunoştinţele noastre privind procesele geochimice şi microbiene în mediile de gheaţă fără lumină, mai ales la temperaturi sub zero grade, au fost foarte limitate până acum. Această lucrare ne extinde înţelegerea privind tipurile de viaţă care pot supravieţui în aceste crio-ecosisteme izolate şi strategiile diferite ce pot fi folosite pentru a exista în astfel de medii dificile."

Murray este o ecologistă in domeniul microbian molecular. Ea a fost cercetător polar în ultimii 17 ani şi a participat la 14 expediţii în Oceanul de Sud şi pe continentul Antarctica.

În ciuda naturii foarte rece, întunecate şi izolate a habitatului, cercetătorii raportează că apa sărată adăposteşte un ansamblu surprinzător de divers şi bogat de bacterii, care supravieţuiesc, spre deosebire de cea mai mare parte din viaţa de pe planetă, fără să atragă energie, în mod direct sau indirect, de la soare. Studiile anterioare ale Lacului Vida, datând din 1996, indică faptul că apa sărată a fost izolată de influenţele exterioare pentru mai mult de 3.000 de ani.

Murray şi coautorii şi colaboratorii săi - inclusiv cercetătorul principal al proiectului, Peter Doran, de la Universitatea Illinois din Chicago - au dezvoltat protocoale stricte şi echipamente specializate pentru campaniile lor pe teren din 2005 şi 2010, ceea ce le-a permis să ia mostre din apa sărată a lacului şi să evite în acelaşi timp contaminarea ecosistemului.

Pentru a preleva mostre din acest mediu unic, cercetătorii au lucrat într-un cort sigur şi steril pe suprafaţa lacului, în scopul menţinerii locului şi echipamentului curat pe măsură ce forau gheaţa şi colectau mostre de apă sărată din lac. Cu ajutorul acestor probe ei au evaluat calităţile chimice ale apei şi potenţialul acesteia de a adăposti şi susţine viaţa, şi au descris diversitatea organismelor detectate.

Analizele geochimice sugerează că reacţiile chimice dintre apa sărată şi sedimentele bogate în fier generează oxid de azot şi hidrogen molecular. Acesta din urmă poate furniza în parte energia necesară susţinerii vieţii microbiene diverse din apa sărată.

"Este plauzibil ca o sursă de energie care sprijină viaţa să existe doar din reacţia chimică dintre apa sărată fără oxigen şi stânci", a explicat Fritsen, ecologist al sistemelor microbiene şi profesor de cercetare în cadrul departamentului Diviziunea Pământului şi Ştiinţele Ecosistemului al DRI.

Murray a adăugat că cercetările continuă, pentru a analiza interacţiunile abiotice chimice dintre apa sărată şi sedimentele din Lacul Vida, în plus faţă de investigarea comunităţii microbiene, prin utilizarea unor abordări genomice secvenţiale. Rezultatele ar putea ajuta la explicarea vieţii din alte medii saline criogenice de dincolo de Pământ.

Apa sărată din Lacul Vida reprezintă un crio-ecosistem analogic adecvat şi accesibil pentru soluri, sedimente, zone umede şi lacuri care stau la baza stratului de gheaţă din Antarctica, pe care alţi cercetători polari abia acum încep să le exploreze.