Svjetske misterije jezera Vostok na Antarktiku

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Rusija je praktično zamrznula novo bušenje subglacijalnog antarktičkog jezera Vostok, i to baš u trenutku kada je bila najbliža otkrivanju lokalnog života.

Svi znamo da smo nakon bušenja u dubinama jezera Vostok na Antarktiku pronašli tragove izuzetno neobične bakterije. Strani naučnici smatraju da u jezeru ima mnogo egzotičnih višećelijskih organizama. Njihove domaće kolege odbacuju ovo gledište, ali i smatraju da bi nastavak njegovog istraživanja doneo mnogo novih stvari - i omogućio da se shvati kako bi život mogao izgledati u drugim svetovima Sunčevog sistema. To se neće dogoditi u bliskoj budućnosti: glavni radovi na Vostoku su, nažalost, zaustavljeni. Ako neko dođe do takvih otkrića u jezeru, onda to može postati zasluga stranih istraživača - i to će se dogoditi vrlo brzo.

Jezero Vostok je veliki rezervoar od 6.000 kubnih kilometara, što je višestruko više nego u Ladogi. Osim toga, istok je subglacijalan, na dubini od skoro četiri kilometra, zbog čega je pritisak tamo i do 400 atmosfera, a kiseonik i azot nemaju gde da izađu van kontakta sa atmosferom. Vode jezera zasićene njima jedinstvena su sredina, koja bi trebala biti najnepovoljniji rezervoar za život na Zemlji. Ali, unatoč tome, tamo još uvijek ima života - barem tako misle brojni ruski i američki naučnici koji su proučavali rezultate njegovog bušenja. Iako se procjene istraživača iz ove dvije zemlje o njegovoj nastanjivosti radikalno razlikuju, svi vjeruju da su pronašli tragove lokalnog života.

U aprilu 2017. godine održana je premijera filma "Jezero Vostok. Greben ludila" koji govori o veoma teškim uslovima u kojima su ruski polarni istraživači i naučnici postigli veoma značajne rezultate u potrazi za životom ispod nekoliko kilometara antarktičkog leda. Film još uvijek skuplja međunarodne nagrade, ali s njim je povezana historija i važnija od bilo koje nagrade. On pokreće temu stvarnog zaustavljanja dubokog čistog bušenja na jezeru Vostok od strane snaga istoimene polarne stanice. Nedostatak sredstava spriječio je da se tamo naprave veliki koraci od 2015. godine. A sada je na stanici nekoliko puta manje ljudi nego što je bilo na vrhuncu posla. Iz toga praktički nema nade za veliko otkriće lokalnog života pod ledom. Vrijeme je da se zaviri u historiju bušenja, da shvatimo šta je tu postignuto, a šta - zahvaljujući trenutnom "zamrzovanju" rada - neće biti postignuto.

Postoje dva gledišta o tome ko tačno živi pod ledom između stanice Vostok i istoimenog jezera. Jedan od njih je Amerikanac, drugi Rus. Prvi se oslanja na rezultate plićih bušenja koje su Sjedinjene Države izvele na tom području 1990-ih. Tada su uspjeli da prebace samo led preko jezera - onaj koji je nastao iz njegovih voda, postepeno se dizao i smrzavao. Na osnovu rezultata analize njegovih uzoraka, grupna metagenomska metoda Scotta Rogersa pronašla je tu genske sekvence 1.623 vrste! Šest posto njih pripadalo je prilično složenim stvorenjima - eukariotima, stvorenjima sa odvojenim jezgrom okruženim zidom. Nešto tako složeno najmanje se očekivalo da će se vidjeti na dubini od nekoliko kilometara.

Štoviše, jedna od vrsta bakterija, vjerojatno pronađena na ovaj način, živi samo u crijevima riba - jednostavno se ne pojavljuje odvojeno od njih. Pronađene su i sekvence gena tipične za rotifere i mekušce. Iz ovoga je američka grupa zaključila da među stanovnicima jezera Vostok mogu biti izuzetno složena stvorenja, čak i ribe i rakovi. Prema jednoj hipotezi, jezero u obliku otvorenog rezervoara postoji desetinama miliona godina, a samo zadnjih 14-15 miliona je skriveno ledom.

To znači, teoretiziraju istraživači, da su lokalne ribe i rakovi imali dosta vremena da se postupno prilagode uslovima ispod leda. Osim toga, ako su tamo, mogu ekstremne uslove na Istoku učiniti manje ekstremnim. Organizmi koji udišu kiseonik mogli bi potrošiti višak kiseonika koji ulazi u jezero zajedno sa ledom. Tada, u dubinama jezera, možda nema viška ovog plina - jakog oksidatora, pored kojeg život nije lak - možda ga i nema.

Ruski naučnici, predvođeni Sergejem Bulatom, izuzetno su hladno reagovali na ovo otkriće. S pravom su istakli da je bušenje obavljeno tehničkim tečnostima kontaminiranim običnom zemljom i drugim bakterijama. Praktično je nemoguće razlikovati vanjsko zagađenje od "lokalnog stanovništva" bez korištenja "čistog bušenja". Domaći istraživači smatraju da je u takvim uslovima moguće govoriti o pravom "istočnom" životu samo ako se pronađu genetske sekvence koje su potpuno različite od bilo čega.

A stručnjaci sa Instituta za nuklearnu fiziku u Sankt Peterburgu Ruske akademije nauka uspjeli su tamo pronaći bakterijski DNK, koji se ne poklapa ni sa jednom od poznatih vrsta. Toliko im je strano da ga čak nije bilo moguće smjestiti u neku grupu bakterija. 14 posto njenih gena ne nalazi se ni u jednoj drugoj poznatoj vrsti. Kako je tada rekao Sergej Bulat, ova DNK je toliko različita od bilo čega drugog da bi "da je pronađena na Marsu nesumnjivo izjavili da je ovo život sa Marsa. Iako je to zemaljski DNK".

Međutim, to su bakterije, jednostavne, jednoćelijske, bez "zvona i zviždaljki" i nepotrebne složenosti. Geni nečeg neočekivanog i još složenijeg, ali u isto vrijeme različitog od kopnenih vrsta, još nisu pronađeni u uzorcima leda. Dakle, eukarioti, pa čak i višećelijski poput riba, po mišljenju naših naučnika, tamo su i dalje poništeni. Ovo možda nije loše. Ribe, koje žive bez svjetlosti i snabdijevanja hranjivim tvarima odozgo, trebale bi biti toliko strane svemu što znamo da se, zapravo, ne bi mnogo razlikovale od bilo kojih "zelenih ljudi" iz priča kreativnih ufologa.

Pitanje da li postoje višećelijski organizmi na Istoku uopće nije zatvoreno na ovome. Nedavno su naučnici saznali da višećelijski organizmi - posebno gljive - mogu nekako misteriozno preživjeti duboko ispod morskog dna. Pritisak je tamo čak i veći nego u subglacijskom jezeru. Očigledno, gljive na neki način kohabitiraju s kemoautotrofnim bakterijama, koje izvlače energiju iz anorganske tvari zbog njene oksidacije. Nedovoljno oksidirana jedinjenja željeza, na primjer, u sastavu olivina, služe kao "gorivo" za tako dubok život. Bakterije ga "sagorevaju" kiseonikom i dobijaju vodu.

A krajem aprila 2017. godine postalo je poznato da višećelijske gljive opisanog tipa mogu postojati pod morskim dnom 2,4 milijarde godina. Štaviše, nastali su čak i prije zasićenja atmosfere kisikom. To jest, suprotno već postojećim pogledima, višećelijskom i složenom životu nije potrebna atmosfera kiseonika ili povoljni uslovi na površini planete. Ako je to bio slučaj prije više milijardi godina, može biti da čak i danas u subglacijskom jezeru postoje organizmi složeniji od bakterija - i mnogo više.

Pretpostavimo na trenutak da bi stvari mogle biti takve. Tada važnost njihovog otkrića daleko prevazilazi naše znanje o zemaljskom životu. Činjenica je da crijeva Marsa, Titana, Enceladusa, Evrope, Cerere i mnogih drugih tijela sistema također imaju ledenu kapu na vrhu, vodu ispod i visok pritisak. Toliko su slični uslovima na Istoku da se zaključak nameće sam od sebe: ako se kompleksni život nalazi ispod leda Antarktika, onda je teško isključiti njegovo prisustvo u drugim svjetovima Sunčevog sistema.

Na prvi pogled može izgledati da je glavni problem podledenog života na Antarktiku hladnoća. Zapravo, ovo možda uopće nije slučaj. Da, gornji slojevi jezera su ohlađeni na minus tri stepena Celzijusa. Da nema pritiska iznad 350 atmosfera, na njihovom mestu bi bio led, samo što ne dozvoljava da se tako hladna voda smrzne. Pa ipak, najvjerovatnije, niži slojevi jezera su mnogo ekstremniji u pogledu temperatura.

U ledu sto-dva metra iznad jezera, uspjeli smo pronaći Hydrogenophilus thermoluteolus, termofilnu bakteriju. Iako je tamo prilično čest "po izgledu" (geni su slični drugim poznatim uzorcima), vrlo ga je teško pripisati vanjskom zagađenju. I ne samo zato što bi termofilna bakterija na Antarktiku bila prilično čudan zagađivač. Još važnije, prije leda na istoku, mogao se naći samo u toplim izvorima. Na površini, ona nema mnogo posla - živi od oksidacije vodonika koji se nakuplja tamo gdje topla voda dolazi u kontakt sa stijenama.

Takav "zagađivač" gotovo sigurno ne bi mogao dospjeti u kerozin ili freon koji se koristi za bušenje iz Rusije ili drugih dijelova svijeta. Proizvodnja takvih supstanci se nigdje ne nalazi u toplim izvorima. Na osnovu toga, ruski i francuski naučnici sugerišu da su isti izvori skriveni na dnu subglacijalnog jezera kroz koje, osim tople vode, protiče vodonik, koji služi kao osnova za hemoautotrofni život.

Općenito, Hydrogenophilus thermoluteolus je daleko od najvećeg ekstrema među onima koji žive u blizini tople vode. Ljudi poput nje žive i razvijaju se na 40-60 stepeni Celzijusa. „Najrigidniji“od njih su jednostavnije uređeni jednoćelijski organizmi, arheje, koje nose temperaturu do 122 stepena Celzijusa. Međutim, do sada nisu pronađeni tragovi arheja u ledu iznad jezera ili u uzorcima iz njega. Dakle, ako je vruće na samom dnu, onda ne pretjerano, ne iznad tačke ključanja na kojoj bakterije umiru.

Prije nekoliko godina, duboko bušenje u vodama jezera počelo je usporavati. Da biste došli do takve dubine, bušilica nije prikladna: voda koja se otapa iz leda brzo se smrzava. Zamjenjuje ga kerozin ili freon koji se ne smrzava. Ali ako takve tekućine - u njima može biti puno bakterija - dođu u vode jezera, bit će vrlo teško razumjeti ko je od onih pronađenih tokom bušenja starosjedilac, a tko vanzemaljac. Ruski istraživači su odavno došli do zaključka da su na posljednjim desetinama metara leda, a još više u samom jezeru, potrebne fundamentalno različite tehnologije koje isključuju kontakt između jezerske vode i vanjskih tekućina.

Nažalost, to znači da je potrebna nova oprema za bušenje. A za njeno stvaranje - za razliku od eksploatacije prethodnog - potreban je novac, ali nikako u kosmičkim razmerama. Tako da je negdje 2015. dalje napredovanje radova ozbiljno usporeno. "Dosadni" dio osoblja stanice sada je samo nekoliko ljudi, a nekada je za realizaciju ovog zadatka njeno osoblje dovedeno na desetine.

Ono što se dogodilo najvjerovatnije je kao da je nakon oktobra 1957. Hruščov iznenada rekao da je skupo lansirati satelite i da nije obezbijedio sredstva za sve ostale letove u svemir. Ruski naučnici pronašli su najboljeg kandidata za neobičan život za subglacijalno jezero koje leži na dubini od kilometara. Ovo jezero, kako mnogi vjeruju, povezano je podzemnim kanalima s drugim lokalnim jezerima - a ima ih na desetine na Antarktiku, Vostok je jednostavno najveći. I odjednom, umjesto da nastavimo raditi, pronaći nove bakterije ili čak višestanične organizme, odjednom sami napuštamo borbu.

Logika ove odluke je razumljiva. Hruščov nije mogao reći "igraj se i dosta je" - izgubio bi obraz zbog pritiska konkurencije iz Sjedinjenih Država. W. Brown je bio tamo sa svojim snovima o Mjesecu, a odbijanje letenja dovelo bi SSSR u neugodan položaj. Nažalost, zlonamjerni Amerikanci ne žure da se takmiče s nama u pravcu istraživanja najegzotičnijeg zemaljskog života. Za to, države jednostavno nemaju polarnu stanicu iznad jezera. Kao rezultat toga, situacija se može pretvoriti u dugi zastoj u našim naporima u ovom pravcu.

Međutim, NASA samo razmišlja o metodama bušenja kilometarskog leda u Evropi. Možda će razmišljati o testiranju mobilnog kompleksa za bušenje na istom istoku. Tada se može ispostaviti da će prioritet u otkrivanju najekstremnijeg života pod ledom biti kod nekog drugog.