Indviklede ishuler i Antarktis kan bære unikt liv

Over jorden, Antarktis fremstår gold og steril. Men gemt i varme lommer af vulkanske isgrotter, et mangfoldigt plante- og dyreliv kan blomstre. Damp og gas udspyttet af aktive vulkaner ved Mount Erebus på kontinentets Ross Island, og ved tre vulkaner i det nærliggende Victoria Land, have udskåret opvarmede oaser i iskupler, tårne ​​og hulesystemer.

"Grotterne er dækket af is, og der er is rundt omkring, men nogle er lige så varme som en sommerdag - over 20 grader Celsius [68 grader Fahrenheit], "Ceridwen Fraser fra Australian National University's Fenner School of Environment &Society fortæller HowStuffWorks via e -mail." I de fleste tilfælde det er ret mørkt, da der ikke kommer meget lys gennem den tykke is, men i andre, hvor isdækket er tyndt, lys kan filtrere igennem. "

Det er i disse huler, at Frasers forskerhold indsamlede jordprøver, der gav DNA fra snesevis af plante- og dyrearter. Det meste af DNA indsamlet fra hulerne matcher arter af, sige, mos, alger og nematoder, der allerede er fundet på andre steder på kontinentet. Men Fraser siger, at teamet også identificerede livets genetik, der kan være unik for de usædvanlige omgivelser i de vulkanske ishuler.

"Der var nogle sekvenser, der ikke matchede DNA tæt i onlinedatabaser ... hvilket får mig til at spekulere på, om der måske er arter, der er specielt tilpasset hulerne og ikke findes andre steder, "Fraser siger." Det åbner dørene til nogle spændende opdagelser om biodiversitet i Antarktis. "

Mens DNA fanget fra de vulkanske områder ikke endegyldigt beviste, at lokaliteterne er vært levende former for planter og dyr, prøverne giver ikke desto mindre et pirrende indblik i, hvilke livsformer der kan leve der. Forskernes næste trin vil være at finde direkte bevis - nemlig selve livet - i prøver.

Leder du efter liv på alle de hårde steder

Det er ikke let at få prøver fra de antarktiske vulkanske steder. Laurie Connell, en forsker i molekylær og biomedicinsk videnskab ved University of Maine, er medforfatter til undersøgelsen, der førte teamet til de geotermiske steder. Turen "tager meget ud af dig, "siger hun i et telefoninterview. Når forskerne nåede kontinentet, de blev fløjet med helikopter et stykke op ad Mount Erebus. De opholdt sig i telte mindst to nætter for at vænne sig til de højere højder, og derfra vandrede eller snescootede de til ishulehullerne.

På et tidspunkt blev Connell og hendes kolleger tvunget til at ride ud af en snestorm og tilbragte fire lange dage fast i deres telte, da vind og sne hylede udenfor. Da forholdene var så hårde, de kunne ikke forlade telte for at gå på toilettet ("Vi havde en bøssespand i teltet, "Siger Connell) eller for at få adgang til deres madopbevaring.

"Det var forbi Thanksgiving, så vi besluttede at gemme vores resterende tørre suppeblanding og kiks til Thanksgiving -dagen, "Siger Connell." Da vi vågnede på Thanksgiving til vores 'fest' og lavede vores suppe, vi indså, at vores varme vand ikke længere var varmt - bare lunkent. Det var ret patetisk. "

Når det lykkedes forskerne at nå feltstationen ved vulkanen Mount Erebus, hvor temperaturer væk fra de geotermiske steder kommer til minus 30 grader Fahrenheit (minus 34 grader Celsius), holdet viftede ud til forskellige steder og brugte reb og seler til at få adgang til en række geotermiske funktioner. Funktionerne omfattede områder med jord, der blev opvarmet fra den vulkanske aktivitet, men stadig udsat; "ishummer, "som er kupler af ustabil is, der dækker en varmespydende vulkansk udluftning, og istårne ​​og huler, der præsenterede indviklede labyrinter af iskolde underverdener.

Blandt det uidentificerede DNA, der blev fundet på de vulkanske steder, det nærmeste match forskerne kunne finde er leddyr. Denne kategori af dyr har ydre skaller og leddede lemmer, og omfatter over en million kendte arter, lige fra hummer til tusindben til mikroskopiske copepoder.

Leddyr er fundet andre steder på det antarktiske kontinent, herunder på pletter af udsat jord, der udgør de blot 0,3 procent (eller mindre) af Antarktis, der ikke er dækket af is. I disse regioner, livet må ikke kun kæmpe med ekstrem kulde, men også med ekstrem tørhed. Selvom meget af kontinentet er belagt med is, der er op til 5 km tykt i dele, Antarktis indre områder modtager i gennemsnit kun 5 centimeter nedbør - primært sne - hvert år.

Men på trods af de barske forhold, der eksisterer væk fra kysten, Antarktis er vært for store biomer under isen, som forskere nu udforsker.

En ørken, der vrimler med organismer

"Vi tænker på Antarktis som et ødemark, "Fraser siger, "men selv i det ekstreme miljø trives livet på fantastiske steder - på klipper på toppen af ​​bjerge, i de nederste lag af havis, i tørre ørkener - hvorfor ikke også i disse varme, gæstfrie huler udhulet af damp mellem isen og klippen? "

I det østlige Antarktis, Lake Vostok ligger begravet under 3,7 kilometer is og har ikke været i nærheden af ​​friluft i omkring 15 millioner år. Prøver taget fra søen i en ikke -relateret undersøgelse gav genetiske sekvenser for 3, 507 genkendelige arter, ifølge en undersøgelse fra 2013, samt omkring 10, 000 arter, der endnu ikke er kendt af videnskaben. Forskere har også fundet hårdføre former for bakterier i netværk af salt flydende vand opdaget ved Antarktis McMurdo Dry Valleys, som har slående, blodrøde fald af jernrig udstrømning.

Imidlertid, forskere skal være opmærksomme på, om det DNA, de finder på disse ekstreme Antarktis -steder, repræsenterer liv, der virkelig eksisterer der, eller organismer, der blev transporteret ind og kun blev vedvarende midlertidigt. "Organismer kunne transporteres i luften - især mikrober og sporer - eller ved utilsigtet kontaminering af tøj, videnskabeligt udstyr, etc., "siger Bradley Tebo, en professor ved Oregon Health and Science University, der også har været på ekspeditioner for at tage prøver på Mount Erebus.

Ja, Connell siger, at hendes team var klar over, at en britisk gruppe toppede Mount Erebus for over 100 år siden og besøgte mange af de steder, hvor de tog deres prøver. Seks mænd fra teamet af den britiske opdagelsesrejsende Robert Falcon Scott vågede op på de 12, 448 fod høj (3, 794 meter høj) vulkan i 1912 for at indsamle geologiske prøver og foretage undersøgelser af regionen.

"Vi fandt fragmenter af asketræer og andre ting, som de sandsynligvis havde i deres udstyr, "Connell siger." Så et af vores spørgsmål er, hvilket af DNA'et repræsenterer ting, der var tilovers fra disse meget tidlige ekspeditioner til Antarktis, og som måske repræsenterer livet der nu? "

Stadig, DNA -opdagelserne ved Erebus -bjerget repræsenterer muligvis kun en brøkdel af forskelligt liv, der er indeholdt i dets vulkanske ishuler. Antarktis er hjemsted for mere end 100 vulkaner, som hver især kan være vært for sit eget netværk af ishuler og tunneler.

"Vi ved endnu ikke, hvor mange hulsystemer der findes omkring Antarktis vulkaner, eller hvor indbyrdes forbundne disse subglaciale miljøer kan være, "Charles Lee, en anden medforfatter af forskningen, sagde i en erklæring. "De er virkelig svære at identificere, komme til og udforske. "

Antarktis kan være svært at komme til og udforske, men der er endnu mere udfordrende steder. Mange forskere mener, at forståelse af livet og dets underjordiske omgivelser i det barske klima på Antarktis kan give spor til muligt liv på steder på endnu mere ekstreme steder - som Mars.

"Denne forskning, og anden forskning tyder på, at vulkansk aktivitet kan fremme livet under ekstreme forhold, "Siger Fraser." Og ja, der er potentiale for, at vi omkring vulkaner på andre planeter og måner kan finde liv, selv når udsatte atmosfæriske forhold er hårde. "

NASA gør en stor indsats for at sikre, at robotter sendt til Mars ikke er forurenet med spor af liv fra Jorden. Sådanne spor kan kaste resultater fra prøveudtagning udført af rovere, mens de er på den røde planet. Selvfølgelig, det er lettere at skelne native DNA fra kontaminerende DNA i prøver fra Antarktis, da det pågældende sted allerede er her på Jorden. Connell siger, at forskere er i stand til at tage direkte prøver og derefter kan udføre kulturtests for at afgøre, om livet stadig er aktivt på de geotermiske steder. Hun og hendes kolleger har udført den slags tests og planlægger snart at offentliggøre resultater.