Ryssland frös praktiskt taget ny borrning av den subglaciala Antarktisjön Vostok, och just när det kom närmast att upptäcka det lokala livet.
Vi vet alla att efter borrning i djupet i sjön Vostok i Antarktis hittade vi spår av en extremt ovanlig bakterie. Utländska forskare tror att det finns många exotiska flercelliga organismer i sjön. Deras inhemska kollegor avvisar denna synvinkel, men de tror också att fortsättningen av hans forskning skulle medföra många nya saker - och skulle göra det möjligt att förstå hur livet kan se ut i andra solvärlds världar. Detta kommer inte att hända inom en snar framtid: huvudarbetet på "Vostok" stoppades tyvärr. Om någon gör sådana upptäckter i sjön, kan detta vara utländska forskares meriter - och det kommer att hända mycket snart.
Lake Vostok är en stor behållare på 6 000 kubik kilometer, som är många gånger större än i Ladoga. Östern är dessutom subglacial på ett djup av nästan fyra kilometer, varför trycket där är upp till 400 atmosfärer, och syre och kväve har ingenstans att gå utanför kontakt med atmosfären. Vatten i sjön mättade med dem är en unik miljö, som borde vara den mest ogynnsamma behållaren för livet på jorden. Men trots detta finns det fortfarande liv där - åtminstone är detta yttrandet från ett antal ryska och amerikanska forskare som har studerat resultaten av dess borrning. Även om beräkningarna av forskare från dessa två länder om dess livsmiljö skiljer sig radikalt, tror de alla att de har hittat spår av lokalt liv.
I april 2017, premiären av filmen Lake Vostok. Ridge of Madness”, som beskrev de mycket svåra förhållanden under vilka ryska polfarare och forskare uppnådde mycket viktiga resultat i jakten på livet under flera kilometer antarktisk is. Filmen samlar fortfarande internationella priser, men historien är kopplad till den och viktigare än några priser. Han tar upp ämnet för den faktiska stoppningen av djup ren borrning vid sjön Vostok av styrkorna på polarstationen med samma namn. Brist på finansiering har hindrat stora steg från att göras där sedan 2015. Och nu på stationen flera gånger färre människor än det som var på topp på arbetet. Från detta finns det praktiskt taget inga hopp om en stor upptäckt av det lokala livet under isen. Det är dags att titta på borrhistoriken för att förståvad som har uppnåtts där och vad - tack vare den nuvarande "frysningen" av arbete - inte kommer att uppnås.
Ta dig till de små gröna män?
Det finns två synpunkter på ämnet vem som exakt bor under isen mellan Vostok-stationen och sjön med samma namn. En av dem är amerikansk, den andra är ryska. Den första är baserad på resultaten från grundare borrningar som USA genomförde i området under 1990-talet. Då lyckades de bara få isen över sjön - den som bildades från dess vatten, gradvis stiger upp och fryser. Efter att ha analyserat sina prover, hittade Scott Rogers teammetagenomiska metod det gensekvenser av 1 623 arter! Av dessa tillhörde sex procent ganska komplexa varelser - eukaryoter, varelser med en separat kärna, omgiven av en mur. Något så komplicerat var det minst förväntade att ses på ett djup på flera kilometer.
Dessutom lever en av de typer av bakterier, som antagligen finns på detta sätt, bara i fiskens tarmar - den förekommer helt enkelt inte separat från dem. Gensekvenser som är typiska för rotatorer och blötdjur hittades också. Från detta drog den amerikanska gruppen slutsatsen att bland invånarna i sjön Vostok kan det finnas extremt komplexa varelser, till och med fisk och kräftdjur. Enligt en av hypoteserna har sjön i form av en öppen behållare funnits i tiotals miljoner år och bara de sista 14-15 miljoner är dolda av is.
Kampanjvideo:
Science Photo Library / EAST NEWS
Det betyder, forskarna teoretiserar, att lokala fiskar och kräftdjur hade mycket tid att gradvis anpassa sig till underisförhållanden. Dessutom, om de är där, kan de göra de extrema förhållandena i öst mindre extrema. Syre-andningsorganismer kan konsumera överskottet av syre som kommer in i sjön tillsammans med isen. Sedan, i djupet av sjön, kanske det inte finns ett överskott av denna gas - ett starkt oxidationsmedel, bredvid livet är inte lätt.
Ryska forskare under ledning av Sergei Bulat reagerade extremt kallt på denna upptäckt. De påpekade med rätta att borrningen genomfördes med tekniska vätskor förorenade med vanlig jord och andra bakterier. Det är praktiskt taget omöjligt att skilja extern förorening från”lokala invånare” utan att använda”ren borrning”. Inhemska forskare tror att det under sådana förhållanden är möjligt att prata om verkligt "östligt" liv endast om genetiska sekvenser finns som skiljer sig helt från vad som helst.
Och specialister från St. Petersburg Institute of Nuclear Physics vid den ryska vetenskapsakademin lyckades hitta bakterie-DNA, som inte sammanföll med någon av de kända arterna. Det är så främmande för dem att det inte ens var möjligt att placera det i någon grupp av bakterier. 14 procent av hennes gener finns inte i någon annan känd art. Som Sergei Bulat sa då är detta DNA så olikt annat än att "om det hittades på Mars skulle de utan tvekan förklara att detta är livet från Mars. Även om det är jordiskt DNA."
Science Photo Library / EAST NEWS
Dessa är emellertid bakterier, enkla, encelliga, utan "klockor och visselpipor" och onödig komplexitet. Gener av något oväntat och ännu mer komplicerat, men samtidigt annorlunda än markbundna arter, har ännu inte hittats i isprover. Så eukaryoter och till och med flercelliga sådana som fisk, enligt våra forskares åsikt, avbryts fortfarande där. Det här kanske inte är dåligt. Fisk som lever utan ljus och tillförseln av näringsämnen från ovan bör vara så främmande för allt att vi vet att de faktiskt inte skulle skilja sig mycket från några "gröna män" från berättelserna om kreativa ufologer.
Inte så enkelt
Frågan om det finns flercelliga organismer i öst är inte alls stängd här. På senare tid har forskare lärt sig att flercelliga organismer - i synnerhet svamp - på något sätt på mystiskt sätt kan överleva djupt under havsbotten. Trycket där är ännu högre än i den subglaciala sjön. Uppenbarligen samverkar svampar på något sätt med kemoautotrofa bakterier, som extraherar energi från oorganiskt material på grund av dess oxidation. Otillräckligt oxiderade järnföreningar, till exempel i kompositionen av olivin, är bränsle för en så djup livslängd. Bakterier "bränner" det med syre och får vatten.
Och i slutet av april 2017 blev det känt att flercelliga svampar av den beskrivna typen kan existera under havsbotten i 2,4 miljarder år. Dessutom uppstod de redan före atmosfärens mättnad med syre. Det vill säga, i motsats till tidigare uppfattningar, behöver flercelliga och komplexa liv inte en syreatmosfär eller gynnsamma förhållanden på planetens yta. Om detta var för miljarder år sedan, kan det mycket väl vara att även i dag i den subglaciala sjön finns organismer mer komplexa än bakterier - och mycket mer.
Låt oss anta för en sekund att saker och ting kan vara så. Då är vikten av deras upptäckt långt bortom vår kunskap om det jordiska livet. Faktum är att tarmarna från Mars, Titan, Enceladus, Europa, Ceres och många andra kroppar i systemet också har en iskapp från ovan, vatten underifrån och högt tryck. De liknar de östliga förhållandena att slutsatsen antyder sig själv: om det finns komplexa liv under Antarktis isen, är det svårt att utesluta dess närvaro i andra solvärldsvärldar.
För kallt eller för varmt för ett svårt liv?
Vid första anblicken kan det tyckas att det största problemet med Antarktis underiseliv är kallt. Faktum är att detta inte alls är fallet. Ja, de övre lagren av sjön kyls till minus tre grader Celsius. Om det inte fanns något tryck över 350 atmosfärer, skulle det finnas is på deras plats, bara det tillåter inte sådant kallt vatten att frysa. Och ändå, troligen, är de nedre lagren av sjön mycket mer extrema med avseende på temperaturer.
Hydrogenophilus thermoluteolus, en termofil bakterie, hittades i isen hundra eller två meter över sjön. Även om det är ganska vanligt där "i utseende" (gener liknar andra kända prover), är det mycket svårt att tillskriva den yttre föroreningen. Och inte bara för att en termofil bakterie i Antarktis skulle vara en ganska konstig förorening. Ännu viktigare var det innan isen över öst bara hittades i varma källor. På ytan har det inget mycket att göra - det lever genom att oxidera vätet som samlas där varmt vatten kommer i kontakt med stenar.
En sådan "förorening" kunde nästan säkert inte komma in i fotogen eller freon som används vid borrning från Ryssland eller andra delar av världen. Produktionen av sådana ämnen finns ingenstans i varma källor. På grundval av detta föreslår ryska och franska forskare att samma källor gömmer sig i botten av den subglaciala sjön, genom vilken, utöver varmt vatten, flödar väte, som fungerar som basen för kemoautotrofiskt liv.
Generellt sett är Hydrogenophilus thermoluteolus långt ifrån den största extrema bland dem som bor nära varmt vatten. Människor som henne lever och utvecklas vid 40-60 grader Celsius. De tuffaste av dem är den enklare, encelliga archaea som tål upp till 122 grader Celsius. Men hittills har inga spår av archaea i isen ovanför sjön eller i prover från den hittats. Så om det är varmt längst ner, så inte överdrivet, inte över kokpunkten där bakterier dör.
Konsten att stoppa ett steg från mållinjen
För flera år sedan började djupa borrningar i sjöns vatten vattna ner. För att komma till detta djup är en borr inte lämplig: smältvatten från isen fryser snabbt. Den ersätts av icke-frysande fotogen eller freon. Men om sådana vätskor - det kan finnas mycket bakterier i dem - kommer in i sjövatten, kommer det att vara mycket svårt att förstå vilken av de som hittades under borrning som är en inoriginal och vem som är en främling. Ryska forskare har länge kommit till slutsatsen att på de senaste tiotals meter isen, och ännu mer i sjön själv, behövs grundläggande olika tekniker som utesluter kontakten mellan sjövattnet och yttre vätskor.
Tyvärr betyder det att ny borrutrustning behövs. Och dess skapande - i motsats till utnyttjandet av den tidigare - kräver pengar, om än inte på något sätt på kosmisk skala. Så någonstans under 2015 bromsades ytterligare framsteg i arbetet allvarligt. Den "tråkiga" delen av stationens personal är nu bara ett fåtal personer, och en gång för genomförandet av denna uppgift fördes dess personal till tiotals.
Det som hände är troligen som om Khrusjtsjov plötsligt efter oktober 1957 sa att det var dyrt att starta satelliter och inte gav finansiering för alla andra rymdflyg. Ryska forskare har hittat den bästa kandidaten för ett ovanligt liv för en subglacial sjö som ligger på ett djup av kilometer. Denna sjö är, som många tror, förbunden med kanaler under jord och andra lokala sjöar - och det finns dussintals av dem i Antarktis, Vostok är helt enkelt den största. Och plötsligt, i stället för att fortsätta arbeta, hitta nya bakterier eller till och med flercelliga organismer, överger vi plötsligt kampen själv.
Logiken bakom detta beslut är förståelig. Khrusjtjov kunde inte säga”spela runt och det räcker” - han skulle ha tappat ansiktet på grund av konkurrenspress från USA. W. Brown var där med sina drömmar om månen, och vägran att flyga skulle sätta Sovjetunionen i ett obekvämt läge. Tyvärr har ondska amerikaner inte bråttom att tävla med oss i riktning för att utforska det mest exotiska livet på jorden. För detta har staterna helt enkelt inte en polarstation precis ovanför sjön. Som ett resultat kan situationen förvandlas till en lång stopp i våra egna ansträngningar i denna riktning.
Men NASA funderar bara på metoder för att borra kilometeris i Europa. De kanske kommer att tänka på att testa ett mobilt borrkomplex över samma öst. Då kan det visa sig att prioriteringen i upptäckten av det mest extrema livet under isen kommer att vara hos någon annan.
Alexander Berezin
