Lake Vida ligt in een van de koude, droge McMurdo Dry Valleys van Antarctica (foto: Desert Research Institute)
Zelfs in een bijna volledig bevroren meer in de droge valleien van het binnenland van Antarctica, in donker, zout beladen en onder-bevriezend water vol lachgas, gedijt het leven ... het biedt een idee van wat er ooit in vergelijkbare omgevingen elders in het zonnestelsel zou kunnen worden gevonden .
Onderzoekers van NASA, het Desert Research Institute in Nevada, de University of Illinois in Chicago en negen andere instellingen hebben kolonies bacteriën ontdekt die op een van de meest geïsoleerde plaatsen op aarde leven: Antarctica's Lake Vida, gelegen in Victoria Valley - een van de zuidelijke de ongelooflijk droge McMurdo Dry Valleys van het continent.
Deze organismen lijken ondanks de barre omstandigheden goed te gedijen. Het water in het Vidameer, bedekt met 20 meter (65 voet) ijs, is zes keer zouter dan zeewater en bevat de hoogste niveaus van lachgas ooit gevonden in een natuurlijk waterlichaam. Zonlicht dringt niet ver onder het bevroren oppervlak en kan door de hypersaline-omstandigheden en de druk van de ijswatertemperaturen dalen tot een ijskoude -13,5 ºC (8 ºF).
Maar zelfs in zo'n schijnbaar onherbergzame omgeving herbergt het Vida-meer een "verrassend diverse en overvloedige verzameling bacteriën" die bestaat in waterkanalen die zich vertakken door het ijs, gescheiden van de energie van de zon en geïsoleerd voor invloeden van buitenaf gedurende naar schatting 3.000 jaar.
Oorspronkelijk gedacht dat het bevroren, vaste, gronddoorlatende radaronderzoeken waren in 1995, bleek een zeer zoute vloeibare laag (een pekel) onder de 20 meter dikke ijsbedekking van het meer het hele jaar door.
"Deze studie biedt een venster op een van de meest unieke ecosystemen op aarde", zegt Dr. Alison Murray, een van de hoofdauteurs van het paper van het team, een moleculaire microbiële ecoloog en poolonderzoeker en lid van 14 expedities naar de Zuidelijke Oceaan en Antarctisch continent. “Onze kennis van geochemische en microbiële processen in lichtloze, ijzige omgevingen, vooral bij temperaturen onder nul, was tot nu toe grotendeels onbekend. Dit werk vergroot ons begrip van de soorten leven die kunnen overleven in deze geïsoleerde cryo-ecosystemen en hoe verschillende strategieën kunnen worden gebruikt om te bestaan in zulke uitdagende omgevingen. ”
Steriele omgevingen moesten worden opgesteld in tenten op het oppervlak van het meer van Vida, zodat de onderzoekers er zeker van konden zijn dat de kernmonsters die ze aan het boren waren, ongerept waren en niet besmet waren met geïntroduceerde organismen.
Volgens een persbericht van NASA suggereren 'geochemische analyses dat chemische reacties tussen de pekel en de onderliggende ijzerrijke sedimenten lachgas en moleculaire waterstof genereren. Dit laatste kan gedeeltelijk de energie leveren die nodig is om het diverse microbiële leven van de pekel te ondersteunen. "
"Dit systeem is waarschijnlijk het beste analoog dat we hebben voor mogelijke ecosystemen in de ondergrondse wateren van Saturnus-maan Enceladus en Jupiter-maan Europa."
- Chris McKay, co-auteur, NASA's Ames Research Center
Wat bijzonder opwindend is, is de overeenkomst tussen de omstandigheden in met ijs bedekte Antarctische meren en die op andere werelden in ons zonnestelsel. Als het leven zou kunnen overleven in het Vidameer, hoe hard en geïsoleerd het ook is, zou het dan ook onder het ijzige oppervlak van Europa of binnen de (veronderstelde) ondergrondse oceanen van Enceladus kunnen worden gevonden? En hoe zit het met de ijskappen van Mars? Zouden er vergelijkbare kanalen van superzout vloeibaar water door het ijs van Mars kunnen stromen, waarbij microben een bestaan op het spoor komen van ijzersedimenten?
"Het is aannemelijk dat een levensondersteunende energiebron uitsluitend bestaat uit de chemische reactie tussen anoxisch zout water en het gesteente", legt dr. Christian Fritsen, een systeemmicrobiële ecoloog en onderzoeksprofessor bij DRI's Afdeling Aard- en Ecosysteemwetenschappen en coauteur uit. van de studie.
"Als dat het geval is," voegde Murray eraan toe, "geeft dit ons een geheel nieuw raamwerk om na te denken over hoe het leven kan worden ondersteund in cryo-ecosystemen op aarde en in andere ijzige werelden van het universum."
Lees meer: Europa's Hidden Great Lakes May Harbor Life
Er is meer onderzoek gepland om de chemische interacties tussen het sediment en de pekel te bestuderen, evenals de genetische samenstelling van de microbiële gemeenschappen zelf.
Het onderzoek is deze week gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Science (PNAS). Lees hier meer over het DRI-persbericht en bekijk hieronder een video met hoogtepunten uit het veldonderzoek.
De financiering van het onderzoek werd gezamenlijk ondersteund door NSF en NASA. Afbeeldingen met dank aan het Desert Research Institute. Afbeeldingscredits in Dry Valley: NASA / Landsat. Europa afbeelding: NASA / Ted Stryk.)
