Группа американских ученых опубликовала в журнале Nature статью с результатами своих исследований жизни микроорганизмов под поверхностью Антарктического ледяного щита. Исследователями был проведен химический и микробиологический анализ образцов воды из озера Уилланс. Мы попросили прокомментировать это открытие кандидата биологических наук, проводившего микробиологические исследования в Антарктике, Зоригто Намсараева.

Американские исследователи в течение нескольких лет изучали район, где шельфовый ледник спускается к океану. С помощью горячей воды они пробурили отверстие диаметром около 60 см и глубиной порядка 800 метров. Предварительные данные показывали, что в этом месте находится подводное озеро, откуда исследователи взяли образцы воды и осадков. После этого был проведен анализ химического и микробиологического состава полученных образцов. Статья в Nature и предоставляет результаты этого анализа.

Это интересная, достаточно крупная работа. Пробурить 800 метров подо льдом в Антарктике — это технически сложная и очень дорогая задача, и полученные образцы имеют очень высокую стоимость. Научный результат данной работы заключается в том, что впервые были проведены молекулярно-биологический и химический анализы осадков подледных антарктических озер. Было показано, что в них находится достаточно большое количество микроорганизмов и имеется разнообразный микробный состав. Исследование американских ученых показало, что в изучаемом озере существуют условия для протекания процесса микробного окисления аммония кислородом (содержание кислорода составляет 13% от насыщения) и микроорганизмы в этом озере, скорее всего, живут за счет хемосинтеза. Это показывает, какие потенциальные процессы могут поддерживать жизнь микробов подо льдом. Температура воды в озере составляет -0.47 °С, что объясняется более высоким давлением подо льдом, которое примерно в 2 раза выше атмосферного. Озеро пресное с минерализацией около 0.5 г/л.

В исследуемом озере находится порядка 3–4 тысяч видов микроорганизмов. В основном бактерий, в меньшей степени архей, и не было получено признаков наличия эукариот. Большинство из этих микроорганизмов еще не были получены в лабораторной культуре, и об их существовании мы знаем только на основании молекулярных данных. То есть формально эти виды нельзя назвать новыми, так как не было проведено их детального исследования согласно стандартам. Вообще, микробиологи считают, что пока нам известно лишь около 1% от всего разнообразия микроорганизмов. И когда мы получаем природный образец, мы готовы к тому, что около 99% микроорганизмов нам не будут известны. В данном случае мы видим, что в озере существует микробное сообщество, в его составе довольно большая доля организмов, потенциально способных к нитрификации — биологическому окислению аммония в нитрат. В комбинации с геохимическими данными это показывает, что нитрификация может быть одним из основных процессов, поддерживающих жизнь микробов подо льдом.

Рекомендуем по этой теме:
8523
FAQ: Микробы Антарктиды

В последние годы несколько зарубежных групп очень активно стали пытаться добраться до подледных антарктических озер, но не всем это удалось сделать. Например, британская команда была вынуждена остановить проект из-за технических сложностей. Такой интерес был вызван успехами российских ученых. Когда стало ясно, что российские исследователи смогут добраться до озера Восток, которое находится в центральной части Антарктиды подо льдом на глубине около 3.5 км, то это вызвало большой резонанс на международном уровне. Для иностранных групп был риск, что приоритет в исследованиях будет принадлежать российским ученым. В этот момент начали активно проводить исследования: пытаться найти озера подо льдом и быстро их пробурить.

Конечно, данные, полученные зарубежными учеными, имеют большое научное значение: жизнь подо льдом очень интересна. Но нужно отметить, что существуют два разных подхода. Российский, на озере Восток, — это бурение больших длинных кернов и их очень подробное исследование. 3,5 км керна — это огромный объем информации о сотнях тысяч лет истории земного климата. В случае же с данным открытием — американцы работали на скорость: лед был быстро проплавлен в течение 5 дней, данных о том, как изменялся климат планеты за время образования этого льда, получено не было. Исследование было нацелено на то, чтобы быстро получить образцы из-подо льда. Такие работы также очень интересны, имеют право на существование и, конечно, дополняют российские исследования. Подо льдом Антарктиды находится порядка 400 крупных озерных систем, и о жизни в них мы не знаем практически ничего. Поэтому подобные исследования крайне важны, так как они дают возможность понять, как может существовать жизнь в таких тяжелых условиях.