Содержание
Когда мы смотрим на ледники, кажется, что перед нами безжизненные массы льда и снега. Но ученые все чаще доказывают обратное: внутри ледяных толщ скрываются сложные и уникальные экосистемы, полные неизвестных форм жизни. «Рамблер» расскажет про микроорганизмы и вирусы, способные выживать при экстремально низких температурах, в условиях голода и почти полного отсутствия света.
Лед как убежище для жизни
Микробиологические исследования последних десятилетий показали, что внутри ледяных толщ существуют микроскопические каналы, заполненные жидкой водой, где при определенных условиях сохраняется активность микроорганизмов. Эти живые сообщества способны использовать минимальное количество растворенных питательных веществ или химические элементы из вкраплений породы. В обзорной статье журнала npj Biofilms and Microbiomes говорится, что подледные микробные сообщества участвуют в глобальных циклах углерода, серы и железа, а значит, имеют значение не только для локальных экосистем, но и для биосферы в целом.
Особенно интересны нижние слои ледников, где лед соприкасается с породами и подземными водами. Там жизнь существует за счет хемосинтеза — бактерии используют энергию химических реакций, а не солнечный свет. Это напоминает экосистемы глубоководных гидротермальных источников и дает параллели для астробиологии: подобные формы жизни теоретически могут существовать под ледяной корой спутников Юпитера или Сатурна.
Древние формы жизни в современном мире
Ледники выполняют роль биологических архивов, сохраняя микроорганизмы тысячелетиями. Так, например, в 2009 году ученые смогли оживить бактерию Herminiimonas glaciei, найденную в гренландском льду возрастом около 120 тысяч лет, сообщает Wikipedia. Это открытие доказывает, что жизнь может существовать в состоянии длительной спячки и «просыпаться», когда условия становятся благоприятными.
Как таяние льдов в Антарктиде влияет на ваш завтрак
Методы и сложности исследования
Изучение ледниковых экосистем сопряжено с рядом проблем. Главная из них — крайне низкая концентрация биомассы. Чтобы выявить присутствие живых существ, ученым приходится использовать метагеномное секвенирование, позволяющее находить следы ДНК даже в минимальных количествах, сообщается в Microbiome Journal. Но здесь существует риск: важно отличить древние образцы от современных загрязнений. Поэтому для бурения ледяных кернов применяются стерильные технологии, а каждая проба сопровождается контрольными тестами.
Культивирование микроорганизмов в лаборатории тоже дается нелегко. Большинство бактерий из ледников не растут в стандартных условиях, требуя низких температур и особых питательных сред. Даже при успешном выделении культур их активность часто минимальна, что усложняет дальнейшее изучение.
Актуальность проблемы
Таяние ледников в условиях глобального потепления делает проблему еще более актуальной. С одной стороны, это шанс получить доступ к формам жизни, которые были скрыты тысячелетиями. С другой — риск утраты целых экосистем, исчезающих вместе с тающим льдом. Более того, существует опасение, что вместе с талой водой в окружающую среду могут попасть древние микроорганизмы или вирусы, с которыми современная экология и медицина еще не сталкивались, говорится в ASM.
Кроме угроз, открывается и потенциал: ферменты микроорганизмов, живущих в экстремальном холоде, могут быть использованы в биотехнологии — от пищевой промышленности до фармацевтики. А само существование таких экосистем укрепляет гипотезы о возможности жизни в условиях, которые раньше считались полностью непригодными.
Ранее мы писали, Почему в Исландии почти нет генетических заболеваний.