Световни мистерии на езерото Восток в Антарктида

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Русия на практика замрази новото сондиране на подледното антарктическо езеро Восток и то в момента, когато се доближи най-много до откриването на местния живот.

Всички знаем, че след сондажи в дълбините на езерото Восток в Антарктида открихме следи от изключително необичайна бактерия. Чуждестранни учени смятат, че в езерото има много екзотични многоклетъчни организми. Домашните им колеги отхвърлят тази гледна точка, но също така вярват, че продължаването на неговите изследвания ще донесе много нови неща - и ще даде възможност да се разбере как може да изглежда животът в други светове на Слънчевата система. Това няма да се случи в близко бъдеще: основната работа във Восток, за съжаление, беше спряна. Ако някой направи такива открития в езерото, тогава това може да стане заслуга на чуждестранни изследователи - и това ще се случи много скоро.

Езерото Восток е голям резервоар от 6000 кубически километра, което е много пъти повече, отколкото в Ладога. Освен това Изтокът е подледников, на дълбочина почти четири километра, поради което налягането там е до 400 атмосфери, а кислородът и азотът няма къде да излязат извън контакта с атмосферата. Наситените с тях води на езерото са уникална среда, която трябва да бъде най-неблагоприятният резервоар за живот на Земята. Но въпреки това там все още има живот - поне това е мнението на редица руски и американски учени, които са изследвали резултатите от сондирането му. Въпреки че оценките на изследователи от тези две страни относно обитаемостта му се различават коренно, всички те вярват, че са открили следи от местен живот.

През април 2017 г. се състоя премиерата на филма "Езеро Восток. Хребетът на лудостта", който разказа за много тежките условия, в които руските полярни изследователи и учени постигнаха много значителни резултати в търсенето на живот под няколко километра антарктически лед. Филмът все още събира международни награди, но историята е свързана с него и е по-важна от всякакви награди. Той повдига темата за действителното спиране на дълбоко чист сондаж на езерото Восток от силите на едноименната полярна станция. Липсата на финансиране попречи да се направят големи стъпки там от 2015 г. И сега на гарата има няколко пъти по-малко хора, отколкото в пика на работата. От това на практика няма надежди за голямо откритие на местния живот под леда. Време е да надникнем в историята на сондажите, да разберем какво е постигнато там и какво - благодарение на сегашното "замразяване" на работата - няма да бъде постигнато.

Има две гледни точки за това кой точно живее под леда между гара Восток и едноименното езеро. Единият е американец, другият е руски. Първият се основава на резултатите от по-плитко сондиране, извършено от Съединените щати в района през 90-те години на миналия век. Тогава те успяха да изкарат само леда над езерото - този, който се образува от водите му, постепенно се издига и замръзва. Въз основа на резултатите от анализа на неговите проби, груповият метагеномен метод на Скот Роджърс открива там генни последователности от 1623 вида! Шест процента от тях принадлежаха на доста сложни същества - еукариоти, същества с отделено ядро, заобиколено от стена. Нещо толкова сложно се очакваше най-малко да се види на дълбочина от няколко километра.

Освен това един от видовете бактерии, вероятно открити по този начин, живее само в червата на рибите - просто не се среща отделно от тях. Открити са и генни последователности, характерни за коловратките и мекотелите. От това американската група заключи, че сред жителите на езерото Восток може да има изключително сложни същества, дори риби и ракообразни. Според една хипотеза езерото под формата на открит резервоар съществува от десетки милиони години и само последните 14-15 милиона са скрити от лед.

Това означава, теоретизират изследователите, че местните риби и ракообразни са имали много време да се адаптират постепенно към подледните условия. Освен това, ако са там, те могат да направят екстремните условия на Изтока по-малко екстремни. Дишащите кислород организми биха могли да консумират излишния кислород, влизащ в езерото заедно с леда. Тогава в дълбините на езерото може да няма излишък от този газ - силен окислител, до който животът не е лесен - може да няма.

Руските учени, водени от Сергей Булат, реагираха изключително студено на това откритие. Те съвсем правилно посочиха, че сондажът е извършен с технически течности, замърсени с обикновена почва и други бактерии. Практически е невъзможно да се разграничи външното замърсяване от "местните жители", без да се използва "чисто сондиране". Домашните изследователи смятат, че в такива условия е възможно да се говори за истински „източен“живот само ако се открият генетични последователности, които са напълно различни от всичко.

А специалисти от Института по ядрена физика в Санкт Петербург на Руската академия на науките успяха да открият там бактериалната ДНК, която не съвпада с нито един от известните видове. Толкова им е чуждо, че дори не е било възможно да се постави в някаква група бактерии. 14 процента от нейните гени не са открити в нито един друг известен вид. Както тогава каза Сергей Булат, тази ДНК е толкова различна от нищо друго, че „ако беше намерена на Марс, те несъмнено биха обявили, че това е живот от Марс. Въпреки че е земна ДНК“.

Това обаче са бактерии, прости, едноклетъчни, без "звънци" и излишна сложност. В ледените проби все още не са открити гени на нещо неочаквано и още по-сложно, но в същото време различно от земните видове. Така че еукариотите и дори многоклетъчните като рибите, според нашите учени, все още са отменени там. Това може да не е лошо. Рибите, живеещи без светлина и снабдяване с хранителни вещества отгоре, трябва да са толкова чужди на всичко, което знаем, че всъщност не биха се различавали много от всякакви „зелени човечета“от историите на креативни уфолози.

Въпросът дали има многоклетъчни организми на Изток изобщо не е затворен за това. Съвсем наскоро учените научиха, че многоклетъчните организми - по-специално гъбите - могат по някакъв мистериозен начин да оцелеят дълбоко под морското дъно. Там налягането е дори по-високо, отколкото в подледниковото езеро. Очевидно гъбичките по някакъв начин съжителстват с хемоавтотрофни бактерии, които извличат енергия от неорганична материя поради нейното окисляване. Недостатъчно окислените железни съединения, например в състава на оливин, служат като "гориво" за такъв дълбок живот. Бактериите го "изгарят" с кислород и получават вода.

И в края на април 2017 г. стана известно, че многоклетъчните гъби от описания тип могат да съществуват под морското дъно в продължение на 2,4 милиарда години. Освен това те са възникнали още преди насищането на атмосферата с кислород. Тоест, противно на съществуващите възгледи, многоклетъчният и сложен живот не се нуждае от кислородна атмосфера или благоприятни условия на повърхността на планетата. Ако това е било така преди милиарди години, може да се окаже, че дори днес в подледниковото езеро има организми, по-сложни от бактериите - и много повече.

Да предположим за секунда, че нещата може да са така. Тогава значението на тяхното откритие надхвърля познанията ни за земния живот. Факт е, че недрата на Марс, Титан, Енцелад, Европа, Церера и много други тела от системата също имат ледена шапка отгоре, вода отдолу и високо налягане. Те са толкова сходни с условията на Изтока, че се налага изводът: ако под леда на Антарктида се открие сложен живот, тогава е трудно да се изключи присъствието му в други светове на Слънчевата система.

На пръв поглед може да изглежда, че основният проблем на подледния живот на Антарктика е студът. Всъщност това може изобщо да не е така. Да, горните слоеве на езерото са охладени до минус три градуса по Целзий. Ако нямаше налягане над 350 атмосфери, на тяхно място щеше да има лед, само че той не позволява на такава студена вода да замръзне. И все пак най-вероятно долните слоеве на езерото са много по-екстремни по отношение на температурите.

В леда на сто-два метра над езерото успяхме да открием Hydrogenophilus thermoluteolus, термофилна бактерия. Въпреки че е доста често срещан там "на външен вид" (гените са подобни на други известни проби), е много трудно да се припише на външно замърсяване. И не само защото една термофилна бактерия в Антарктида би била доста странен замърсител. По-важното е, че преди леда над Изтока можеше да се намери само в горещи извори. На повърхността тя няма какво да прави - тя живее, като окислява водорода, който се натрупва там, където горещата вода контактува със скалите.

Такъв "замърсител" почти сигурно не може да попадне в керосин или фреон, използвани при сондажи от Русия или други части на света. Производството на такива вещества не се намира никъде в горещите извори. На тази основа руски и френски учени предполагат, че едни и същи източници са скрити на дъното на подледниковото езеро, през което, в допълнение към горещата вода, тече водород, който служи като основа за хемоавтотрофен живот.

Като цяло Hydrogenophilus thermoluteolus далеч не е най-голямата крайност сред тези, които живеят близо до гореща вода. Такива като нея живеят и се развиват при 40-60 градуса по Целзий. Най-„твърдите“от тях са по-просто подредените едноклетъчни организми археи, които носят до 122 градуса по Целзий. Засега обаче не са открити следи от археи в леда над езерото или в проби от него. Така че, ако е горещо в самото дъно, тогава не прекомерно, не над точката на кипене, при която бактериите умират.

Преди няколко години дълбокото сондиране във водите на езерото започна да се забавя. За да стигнете до такава дълбочина, бормашина не е подходяща: топещата се вода от леда бързо замръзва. Той се заменя с незамръзващ керосин или фреон. Но ако такива течности - в тях може да има много бактерии - попаднат във водите на езерото, ще бъде много трудно да се разбере кой от откритите по време на сондиране е абориген и кой е извънземен. Руските изследователи отдавна са стигнали до заключението, че на последните десетки метри лед и още повече в самото езеро са необходими коренно различни технологии, които изключват контакта между езерната вода и външните течности.

Уви, това означава, че е необходима нова сондажна техника. А създаването му – за разлика от експлоатацията на предишното – изисква пари, макар и в никакъв случай в космически мащаб. Така някъде през 2015 г. по-нататъшният напредък на работата беше сериозно забавен. „Скучната“част от персонала на станцията сега е само няколко души, а веднъж за изпълнението на тази задача нейният персонал е бил доведен до десетки.

Това, което се случи, най-вероятно е така, сякаш след октомври 1957 г. Хрушчов изведнъж каза, че е скъпо да се изстрелват сателити и не е осигурил финансиране за всички други космически полети. Руски учени откриха най-добрия кандидат за необичаен живот за подледно езеро, разположено на дълбочина от километри. Това езеро, както мнозина смятат, е свързано с подземни канали с други местни езера - и в Антарктида има десетки от тях, Восток е просто най-големият. И изведнъж, вместо да продължим да работим, да откриваме нови бактерии или дори многоклетъчни организми, ние изведнъж сами се отказваме от борбата.

Логиката зад това решение е разбираема. Хрушчов не можеше да каже „разиграй се и това е достатъчно“- той би загубил лице поради конкурентния натиск от Съединените щати. У. Браун беше там с мечтите си за луната и отказът да лети би поставил СССР в неудобно положение. За съжаление злонамерените американци не бързат да се състезават с нас в посоката на изследване на най-екзотичния земен живот. За това щатите просто нямат полярна станция точно над езерото. В резултат на това ситуацията може да се превърне в дълго спиране на собствените ни усилия в тази посока.

Въпреки това НАСА просто мисли за методи за пробиване на километров лед в Европа. Може би ще помислят за тестване на мобилен сондажен комплекс над същия Изток. Тогава може да се окаже, че приоритетът в откриването на най-екстремния живот под леда ще бъде с някой друг.