Kurioza naukowe / Scientific curiosities ISSN 1176-7545; rok XIII; No 3147

Zestawienie tematyczne prowadzone na bieżąco

 

Jedno zdumienie dziennie...

 

.

Życie w antarktycznej zamrażarce.

Trudno sobie wyobrazić bardziej niesprzyjające warunki dla życia niż panujące w jeziorze Vida.
Jezioro Vida (lake Vida) leży we wschodniej Antarktyce w Suchej Dolinie McMurdo (McMurdo Dry Valleys). Średnia temperatura wynosi tam minus 13,5 oC, panuje wieczna ciemność, ponieważ przykrywa je dwudziestometrowa pokrywa lodu, woda nie zamarza, bo stanowi roztwór soli sześciokrotnie bardziej stężony niż woda morska (solanka 20 %). Na dodatek opisane warunki panują tam przynajmniej niezmiennie od ponad 2800 lat, co oznaczono metodą radiowęgla. A więc wszystkie parametry wskazują na nie. Nie ma źródła energii, bo panuje absolutna ciemność, procesy życiowe są bardzo spowolnione w tak niskiej temperaturze, wszystkie znane lipidy stanowiące wewnątrzkomórkowy system membran powinny być ciałem stałym, wreszcie takie stężenie soli, faktycznie jest to solanka, wywiera olbrzymie ciśnienie osmotyczne na układy żywe. Panują tam warunki beztlenowe. Są to więc warunki ekstremalne, wydawałoby się wyznaczające granice przeżywalności. 

Już przedtem wykrywano komórki mikroorganizmów zamrożone przez setki lat i ożywiające po roztopieniu lodu. Grupa uczonych amerykańskich postanowiła sprawdzić jak to jest z płynnej solance. 
Przede wszystkie należało stworzyć warunki takie, by pobrany materiał nie był skażony mikrobami współczesnymi, które przecież są obecne wszędzie. Postawiono w tym celu namiot w którym zapewniono warunki sterylne, posłużono się specjalnym wiertłem wyprowadzającym próbki lodu, a potem solanki z zachowaniem pełnej sterylności. 

Opłacało się. Analiza mikroskopowa wykazała, że w wodach jeziora Vida żyje wiele różnych mikroorganizmów.  

Oczywiście jakiekolwiek procesy życiowe przebiegać mogą tylko w warunkach dostępności jakiegoś źródła energii. Przez prawie całą historię biologii uważano, że jedynym źródłem energii napędzającym całą maszynerię życia na świecie jest życiodajne słońce. Wszystkie inne formy życia zależne są bezpośrednio lub pośrednio od pracy roślin. Ostatnio przybyło jeszcze jedno źródło życiodajnej energii - morskie kominy wulkaniczne, tzw kominy hydrotermalne. Odrywają rolę w ograniczonym zakresie, choć mogą stanowić początek łańcucha pokarmowego, a być może w przeszłości w takin środowisku powstało życie. Znane są pewne hipotezy mówiące o możliwości wykorzystania energii jądrowej w procesach biologicznych bakterii zasiedlających tereny rud uranowych i zbiorniki chłodnicze stosów atomowych, ale o ile mi wiadomo, hipotezy te nie zostały potwierdzone. Ostatnio też odkryto organizmy żywe w skałach korzystające z chemicznych przekształceń związków mineralnych. 
W jeziorze Vida nie ma kominów wulkanicznych, nie ma też światła. Nie pada też 'manna z nieba', jak to ma miejsce w przypadku zwierząt głębokomorskich żywiących się opadem resztek życia z wyższych warstw morza. Skąd wiec pochodzi życiodajna energia?
Szczegółowe badania składu chemicznego wody i podłoża tego środowiska wydaje się wyjaśniać sprawę. Składniki solanki takie jak azotany i azotyny reagują ze składnikami podłoża bogatymi w żelazo. Woda jeziora Vida zawiera największe znane stężenie azotynów w wodach naturalnych (sole HNO2). W wyniku reakcji chemicznych powstaje podtlenek azotu (N2O) i molekularny wodór. A to już jest coś. Składniki te mogą stanowić źródło ebergii dla procesów życiowych, o czym wiadomo z biochemii innych beztlenowców. Być może obecność podtlenku azotu umila mikrobom życie w tych ponurych warunkach, jako że jest to znany gaz rozweselający!...  
Badacze tymczasem nie określają nawet pozycji systematycznej wykrytych bakterii. Podjęto badania nad ich genomem spodziewając się nie tylko odpowiedzi na pytanie co do pozycji systematycznej mikrobów, ale także mechanizmów enzymatycznych pozwalających na prowadzenie procesów życiowych w tak ekstremalnych warunkach. A to może mieć znaczenie praktyczne, jak to było z wykryciem enzymów działających w skrajnie wysokich temperaturach.
Oprócz tego być może tego rodzaju form życia należy się spodziewać na innych planetach. Astrobiolodzy liczą na to. 

Zagadnienie jest na tyle frapujące, że w tej chwili istnieje pewien wyścig na Antarktydzie. Brytyjczycy starają się dobrać do wód jeziora Ellsworth pokrytego trzykilometrowa warstwą lodu, a Rosjanie penetrują podobne jezioro Vostok. Tego rodzaju wyścig naukowy może dać nieocenione wyniki, szczególnie ważne, że można będzie analizować je porównawczo.  

O kominach hydrotermalnych jest tu: Riftia1, Riftia2, Kiwa
O skałojadach tu.

[QZE10::096];[QEQ26::149]bc,275,262
w sieci 7.12.2012; nr 3147

 

 

witrynę prowadzi
© R. Antoszewski
Titirangi, Auckland, 
Nowa Zelandia

(wybrane do publ. R. Antoszewskiego)

  Site Meter