Ακραία ζωή κάτω από τους πάγους της Ανταρκτικής. Ecosystem found under Antarctic ice sheet raises hopes for alien life

Η ζωή επιβιώνει χωρίς το ηλιακό φως κάτω από τους πάγους της Ανταρκτικής όπως έδειξε η μελέτη των δειγμάτων νερού από τη λίμνη Γουίλανς. A team of researchers from the United States, Italy and the United Kingdom, has discovered a complex assemblage of bacteria and archaea in the waters and sediments of Lake Whillans, a lake that lies about 800 m beneath the surface of the West Antarctic ice sheet. This false-color scanning electron microscopy image shows a microbial cell (arrow) with coccoid morphology found in a sample from Lake Whillans. Scale bar – 2 μm. Image credit: Brent C. Christner et al.

Η ζωή όχι μόνο υπάρχει αλλά μπορεί και συντηρείται σε ενεργά οικοσυστήματα με πλούσια ποικιλότητα μέσα στο αφιλόξενο, ψυχρό και απολύτως σκοτεινό περιβάλλον των νερών που είναι κλεισμένα κάτω από τους πάγους της Ανταρκτικής. Αυτό αποδεικνύει η μελέτη των μικροοργανισμών στα δείγματα νερού από τη «σφραγισμένη» μέσα στον πάγο της Δυτικής Ανταρκτικής λίμνη Γουίλανς. Τα ευρήματα, τα οποία επιβεβαιώνουν για πρώτη φορά τις σχετικές θεωρίες των επιστημόνων, προσφέρουν νέα στοιχεία τόσο για τη μελέτη της ζωής στη Γη όσο και για τη διερεύνηση της ενδεχόμενης ύπαρξής της έξω από τον πλανήτη μας.

Τα μοναδικά αξιόπιστα δείγματα

A careful drilling process was necessary to avoid contamination with microbes from the surface. Image credit: Reed Scherer, Northern Illinois University

Τα δείγματα νερού που ανέσυρε από τη Γουίλανς η αμερικανική αποστολή WISSARD (Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling) τον Ιανουάριο του 2013 ήταν τα πρώτα που ελήφθησαν από κάποια από τις πολλές λίμνες που είναι «θαμμένες» κάτω από τους πάγους της Ανταρτικής και προσέλκυσαν αμέσως τα φώτα της δημοσιότητας καθώς είχε διαπιστωθεί ότι περιείχαν μικρόβια.

Λίγο αργότερα είχε ακολουθήσει μια ανάλογη δειγματοληψία – και μια ανακοίνωση για «νέα μορφή ζωής« – από τη ρωσική αποστολή στην επίσης «κλεισμένη» από τον πάγο λίμνη Βοστόκ, όπως όμως αποδείχθηκε τα ρωσικά δείγματα είχαν επιμολυνθεί κατά την ανάσυρσή τους. Τα δείγματα της Γουίλανς παρέμειναν λοιπόν τα μόνα «καθαρά» και αξιόπιστα, γι’ αυτό και τα αποτελέσματα των μελετών που γίνονται σε αυτά αναμένονται με ιδιαίτερο ενδιαφέρον από την επιστημονική κοινότητα.

Πλούσια οικοσυστήματα

The microorganisms that came out of Subglacial Lake Whillans were “incredibly diverse,” and the microbial cells came in a variety of shapes. The yellow arrow points to a rod-shaped cell as seen through a scanning electron microscope. Credit: Image courtesy of WISSARD

Η πρώτη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο τρέχον τεύχος της επιθεώρησης «Nature», δικαίωσε της προσδοκίες αφού δείχνει πώς η ζωή μπορεί να συντηρηθεί μέσα σε ένα περιβάλλον το οποίο δεν έχει «δει» το φως του ήλιου εδώ και εκατομμύρια χρόνια. Τα νερά της λίμνης Γουίλανς είναι πλούσια σε μικροβιακή ζωή, η οποία μάλιστα εμφανίζει εντυπωσιακή για τις αντίξοες συνθήκες ποικιλότητα.

Οι ερευνητές «μέτρησαν» 130.000 κύτταρα μικροοργανισμών ανά χιλιοστό του λίτρου νερού – πυκνότητα μιρκοβιακής ζωής αντίστοιχη με αυτή που συναντάται σε μγάλο μέρος των νερών στα βάθη των ωκεανών της Γης – και σχεδόν 4.000 είδη βακτηρίων και αρχαιοβακτηρίων – οικοσυστήματα πολύ πιο σύνθετα από ό,τι θα ανέμενε κάποιος σε ένα τόσο ακραίο και απομονωμένο περιβάλλον. Σύμφωνα με τις αναλύσεις η ζωή που εντοπίσθηκε στα δείγματα έχει επιβιώσει στη θαμμένη στους πάγους λίμνη τα τελευταία 120.000 (ή πιθανώς και 1 εκατομμύριο) έτη χωρίς καθόλου ενέργεια από τον ήλιο, βασιζόμενη μόνο σε ανόργανες ενώσεις.

Η πρώτη χειροπιαστή απόδειξη

Tiny rock-eating lifeforms have been discovered living half a mile beneath pack ice in Antarctica, raising the prospect that life could exist in similarly hostile environments such as Mars. Electron microscope image showing a coccoid shaped microbial cell attached to a larger sediment particle from sub-glacial Lake Whillans. Photo: Trista Vick-Majors

Τα ευρήματα από τα δείγματα της λίμνης Γουίλανς προσφέρουν την πρώτη απόδειξη για την ύπαρξη ζωής μέσα στους πάγους της Ανταρκτικής. «Κατορθώσαμε να αποδείξουμε πέραν πάσης αμφιβολίας ότι η Ανταρκτική δεν είναι μια νεκρή ήπειρος» δήλωσε σε δελτίο Τύπου ο Τζον Πρίσκου από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Μοντάνα, επικεφαλής επιστήμονας της αποστολής WISSARD.

Από την πλευρά του ο Μπρεντ Κρίστνερ από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Λουιζιάνα, κύριος συγγραφέας της μελέτης, πρόσθεσε: «Είναι η πρώτη χειροπιαστή απόδειξη ότι όχι μόνο υπάρχει ζωή αλλά και ενεργά οικοσυστήματα κάτω από το παγοκάλυμμα της Ανταρκτικής, κάτι το οποίο υποπτευόμαστε εδώ και δεκαετίες. Με αυτή τη μελέτη χτυπάμε πλέον το χέρι στο τραπέζι και λέμε “Ναι, είχαμε δίκιο”».

Ζωή χωρίς το φως του ήλιου

Ενεργά οικοσυστήματα επιβιώνουν για εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια χωρίς το φως του ήλιου. Ecosystems could be living in underground lakes and rivers throughout Antarctica. Photo: Sergey Kokinskiy / Rex Features

Η μεγάλη αξία της δουλειάς των αμερικανών επιστημόνων έγκειται ακριβώς σε αυτό το τελευταίο – όχι τόσο δηλαδή στο ότι επιβεβαίωσε την ύπαρξη ζωής σε αυτό το αφιλόξενο περιβάλλον αλλά κυρίως στο ότι έδειξε πώς οι μικροοργανισμοί μπορούν να επιβιώσουν εκεί χωρίς ενέργεια από το ηλιακό φως εκμεταλλευόμενοι τη χημεία της λίμνης και τα σωματίδια πετρωμάτων και ιζημάτων που υπάρχουν στο νερό της.

«Για να υπάρξει ένα οικοσύστημα θα πρέπει να τροφοδοτείται με ενέργεια» εξήγησε ο κ. Κρίστνερ στο BBC. «Στη μελέτη αυτή δείχνουμε μια δομή κοινωνίας η οποία μπορεί να εκμεταλλευθεί τις ενεργειακές πηγές που είναι διαθέσιμες. Και αυτές είναι ανόργανες ενώσεις όπως αυτές του αμμωνίου, του φωσφόρου ή του θείου. Η κίνηση του παγοκαλύμματος κονιορτοποιεί το έδαφος και σωματίδια από ανόργανα υλικά περνούν στο νερό όπου προσφέρονται για χημικές και βιολογικές διεργασίες».

Εκτός από τους βιολόγους και τους ειδικούς που μελετούν τον πάγο και τα υδρολογικά δίκτυά του τα ευρήματα έγιναν δεκτά με ενθουσιασμό και από τους αστροφυσικούς, καθώς αφήνουν να διαφανεί ένα ενδεχόμενο για την ύπαρξη ανάλογων μορφών ζωής σε παγωμένους κόσμους όπως η Ευρώπη ή ο Εγκέλαδος (δορυφόροι αντίστοιχα του Δία και του Κρόνου) οι οποίοι φαίνονται να κρύβουν υγρό νερό κάτω από το στρώμα των πάγων τους.