Цивилизация
Под ледяным щитом Антарктиды впервые нашли жизнь. Группа американских ученых объявила, что в подледном антарктическом озере Уилланс
обнаружены живые микроорганизмы, которые образуют автономную экосистему и получают энергию из химических реакций.
Этому открытию посвящена статья в журнале Nature. Американским проектом WISSARD (Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling) по исследованию подледных экосистем озера Уилланс руководит Джон Приску, профессор Университета штата Монтана. Проект, начавшийся в 2009 году, обошелся в $10 млн, в нем участвуют специалисты 13 институтов.
Озеро Уилланс — одно из 200 антарктических подледных озер, расположено в Западной Антарктиде под слоем льда толщиной 800 м. Это озеро соединяется с океаном подледным потоком, проходящим под шельфом Росса. Каждые три года озеро наполняется водой из ледникового щита, которая потом стекает в океан.
Таким образом, озеро является частью антарктической дренажной системы. Его глубина небольшая, всего два метра.
В январе 2013 года американские специалисты окончили бурение скважины, которое они проводили, расплавляя лед горячей водой. И добрались до воды озера. Они подчеркивают, что бурение проходило по экологически чистой методике и отбор проб они осуществляли в строго стерильных условиях.
В озерной воде Джон Приску и его коллеги обнаружили большое разнообразие микроорганизмов. Для их анализа использовали несколько методов. Микробы рассматривали в микроскоп, высевали на питательные среды, чтобы убедиться в жизнеспособности, и выделяли из них ДНК.
По ДНК исследователи подсчитали, что в озерной экосистеме находилось около 4 тыс. видов микроорганизмов. Они относятся к двум царствам: археи и бактерии.
Поскольку микробы живут в абсолютной темноте, где невозможен фотосинтез, энергию для жизнедеятельности они добывают химическим путем, из метана и аммиака. И то и другое выделяется со дна озера, так как на дне содержится много органики. Эта органика накапливалась сотни тысяч лет назад, когда в Антарктиде был вполне теплый климат и разнообразная жизнь.
Авторы статьи пишут, что впервые микроорганизмы были обнаружены именно в жидкой воде озера. В то же время следы жизни, найденные при исследованиях ледяных кернов из озера Восток, находились в аккреционном льду.
Они подчеркивают, что в озере Уилланс найдены не отдельные микроорганизмы, а целая экосистема, которая функционирует при отрицательных температурах и в полной темноте. И делают предположение, что такие же экосистемы могут находиться во всех антарктических подледных озерах.
Работу американских ученых «Газете.Ru» прокомментировал Сергей Булат, руководитель лаборатории молекулярной и радиационной биофизики Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ). Он и его коллеги много лет работают с кернами льда из антарктического озера Восток, бурение которого в 2012 году успешно завершили российские специалисты. Анализ кернов льда ученые проводят в сертифицированном по стандартам чистоты помещении, со всеми контролями, исключающими загрязнение проб окружающими микробами.
Такими строгими методами они нашли в керне льда из Востока ДНК двух микроорганизмов. Никакие более ранние открытия жизни в озере Восток не подтвердились.
Ранее Сергей Булат уже комментировал «Газете.Ru» сенсационные результаты других американских ученых, обнаруживших в озере Восток ДНК бактерий, грибов, водорослей, рачков, моллюсков и даже рыб. По мнению российского специалиста, эти открытия были сделаны в «грязной» лаборатории. Булат и его коллеги анализировали и первую пробу воды, которую взяли при проникновении в озеро 5 февраля 2012 года.
— Как вы можете прокомментировать результаты американских ученых? Это сенсация?
— Нет, это совершенно не сенсация. Они получили то, что и должны были получить. Есть три программы по изучению подледных озер Антарктиды: российская, английская и американская. Каждая программа изучает по одному озеру, чтобы потом иметь представление об общей картине. Россия выбрала озеро Восток, которое находится под российской антарктической станцией «Восток»: оно самое крупное, глубокое, находится под 3600 м льда и абсолютно изолировано. Англия выбрала небольшое озеро Элфорд. Америка выбрала озеро Уилланс, расположенное близко к береговой линии. Его глубина всего два метра, это, собственно, даже не озеро, а углубление, которое накапливает лед и сбрасывает его в океан. Время жизни такой воды составляет всего несколько лет.
Но самое главное, оказалось, что в озеро есть обратный приток морской воды. Когда американцы начали его бурить, они об этом не знали.
Все, что они там нашли, живет в море, и в этом нет ничего удивительного.
Да, при отсутствии солнечного света там должны быть хемоавтолитотрофные микробные сообщества, добывающие энергию из химических реакций, они их и нашли. Когда бурили шельфовый ледник Росса, то под ним тоже нашли микроорганизмы. Это обычная морская жизнь на границе континента.
Американцы бурили лед горячей водой и пишут, что это экологически чистое проникновение в озеро, в то время как русские используют буровую жидкость с керосином. Но воду они брали из снега. И хотя ее фильтровали и облучали ультрафиолетом, но, как они сами пишут, в ней находилось 700 микробных клеток на миллилитр.
Но дело в том, что в нашей буровой жидкости клеток содержалось меньше — 200–300 на миллилитр. То есть бурение водой вовсе не чище.
В воде озера они нашли на два порядка больше клеток, а когда разделили их на виды, насчитали 4 тыс. видов. А в буровой воде — тысяча видов. При этом они не пишут, перекрываются эти виды или нет. Я посмотрел их методы как специалист по молекулярной биологии, и к методам у меня есть претензии. Фильтрование озерной воды через микрофильтры они проводили на месте, в лабораторной палатке. Но если фильтровать в таких условиях, вы можете загрязнить воду всем, что есть на вас, а также содержится в вашей палатке. И второе, они анализировали очень маленькую область генома. Если вы работаете только с этой областью, вы вскрываете только малую часть биоразнообразия. Мы анализируем пять-шесть областей. Приску и Кристнер вообще не специалисты в молекулярной биологии, они называют себя экологическими микробиологами.
В общем, можно сказать, что это только одно приоткрытое окно из всех, которые есть под ледовым щитом Антарктиды. Но это окно расположено у входа льда в океан.
И то, что Приску пишет, что такие же экосистемы могут быть распространены по всей Антарктиде, это бред! Как их можно распространять, если это окраина, да еще с притоком соленой воды?
Элфорд — озеро англичан, расположено дальше от береговой черты, и туда морская вода уже попасть не может, хотя оно тоже стоковое. У них пока не получилось с его бурением из-за погодных условий, но там бурить тоже порядочно, больше 3 км. А Восток — это вообще изолированное озеро, оно находится в рифтовой зоне, и туда ничего ни втекает, ни вытекает. Это совсем другая история. Вот если сравнить эти три озера, то получится общая картина. Интересно, что авторы статьи нигде не цитируют наши работы по Востоку. Я понимаю, что мы с ними не сотрудничаем, но так же тоже нельзя!
— А есть ли у вас новые результаты по анализу воды из Востока?
— Мы проанализировали все образцы и секвенировали всю ДНК. По ДНК мы нашли два микроорганизма: один неизвестный, а другой известен до семейства. Но у нас другая проблема — образцы загрязнены буровой жидкостью, в которой, как я говорил, есть какое-то количество клеток.
Поэтому мы очень осторожно относимся к результатам и не исключаем, что эти микроорганизмы могли попасть в воду из буровой жидкости.
К сожалению, другой пробы воды мы дождемся нескоро — второе проникновение в озеро запланировано на январь 2015 года. А наша задача в ПИЯФ была в том, чтобы сделать пробоотборники, которые можно было бы опустить через скважину под лед, чтобы отобрать чистую воду. Это большая техническая проблема, потому что они все равно должны пройти через столб керосина и их как-то надо очищать.
— А в нынешнем сезоне что происходило на Востоке?
— Это был просто буровой сезон, скважину просто бурили, и осталось бурить 40 м. Мы надеемся только на следующий сезон, когда у нас появится возможность взять пробы.