Lake Vida ligger inom en av Antarktis kalla, torra McMurdo Dry Valleys (Foto: Desert Research Institute)
Även inuti en nästan helt frusen sjö i Antarktis inre torra dalar, i mörka, saltbelastade och frysande vatten fullt av kväveoxid, trivs livet ... och erbjuder en ledtråd om vad som en dag kan hittas i liknande miljöer i solsystemet .
Forskare från NASA, Desert Research Institute i Nevada, University of Illinois i Chicago och nio andra institutioner har upptäckt kolonier av bakterier som lever på en av de mest isolerade platserna på jorden: Antarktis Lake Vida, belägen i Victoria Valley - en av de södra kontinentens otroligt torra McMurdo Dry Valleys.
Dessa organismer verkar vara blomstrande trots de svåra förhållandena. Vattnet i Vida sjön är täckt med 20 meter is och är sex gånger saltare än havsvatten och innehåller de högsta halterna av kväveoxid som någonsin hittats i en naturlig vattenmassa. Solljus tränger inte in så långt under den frusna ytan, och på grund av de hypersaliska förhållandena och isvattentrycket kan temperaturen kasta ner till en frigid -13,5 ºC (8 ºF).
Ändå även i en så till synes oundviklig miljö är Vida-sjön värd för en ”förvånansvärt mångfaldig och riklig mängd bakterier” som finns i vattenkanaler som grenar genom isen, separerade från solens energi och isolerade från yttre påverkan under uppskattningsvis 3 000 år.
Ursprungligen trodde att det var frysta fast, markgenomträngande radarundersökningar 1995 avslöjade ett mycket salt vätskeskikt (en saltlake) som låg bakom sjöens året runt 20 meter tjocka isbeläggning.
"Denna studie ger ett fönster till ett av de mest unika ekosystemen på jorden," säger Dr. Alison Murray, en av huvudförfattarna till lagets tidning, en molekylär mikrobiell ekolog och polarforskare och medlem av 14 expeditioner till södra havet och den antarktiska kontinenten. ”Vår kunskap om geokemiska och mikrobiella processer i ljuslösa isiga miljöer, speciellt vid undertemperaturer, har hittills varit mest okända. Detta arbete utvidgar vår förståelse för de typer av liv som kan överleva i dessa isolerade, kryokosystem och hur olika strategier kan användas för att existera i sådana utmanande miljöer. ”
Sterila miljöer måste ställas in i tält på Vida sjöns yta så att forskarna kunde vara säkra på att kärnproven de borrade var orörda och inte förorenades med några införda organismer.
Enligt ett pressmeddelande från NASA tyder “geokemiska analyser på kemiska reaktioner mellan saltlösningen och de underliggande järnrika sedimenten som genererar kväveoxid och molekylärt väte. Det senare kan delvis tillhandahålla den energi som behövs för att stödja saltlösningens olika mikrobiella liv. "
"Detta system är förmodligen den bästa analogen vi har för möjliga ekosystem i underjordiska vattnet i Saturns måne Enceladus och Jupiters måne Europa."
- Chris McKay, medförfattare, NASA: s Ames Research Center
Det som är särskilt spännande är likheten mellan förhållanden som finns i istäckta sjöar i Antarktis och de som kan hittas på andra världar i vårt solsystem. Om livet kunde överleva i Vida sjön, så hårt och isolerat som det är, kan det också hittas under den iskalla ytan i Europa, eller inom de (hypotiserade) underjordiska oceanerna i Enceladus? Och hur är det med isens mössor? Kan det finnas liknande kanaler med supersalt flytande vatten som rinner genom Mars is, med mikrober som släpper ut en existens på järnsediment?
"Det är troligt att en livsstödjande energikälla endast existerar från den kemiska reaktionen mellan anoxiskt saltvatten och berget", förklarade Dr. Christian Fritsen, en systemmikrobiell ekolog och forskarprofessor i DRI: s avdelning för jord- och ekosystemvetenskap och medförfattare av studien.
"Om så är fallet," tillägger Murray, "detta ger oss en helt ny ram för att tänka på hur livet kan stödjas i kryokosystem på jorden och i andra isiga världar i universum."
Läs mer: Europas Hidden Great Lakes May Harbor Life
Mer forskning planeras för att studera de kemiska interaktionerna mellan sedimentet och saltlösningen samt den genetiska sammansättningen av själva mikrobiella samhällen.
Forskningen publicerades denna vecka i Proceedings of the National Academy of Science (PNAS). Läs mer om DRI: s pressmeddelande här, och se en video nedan som visar höjdpunkter från fältforskningen.
Finansiering för forskningen stöds gemensamt av NSF och NASA. Bilder med tillstånd av Desert Research Institute. Dry Valley bildkredit: NASA / Landsat. Europa-bild: NASA / Ted Stryk.)
