Svjetske misterije jezera Vostok na Antarktiku

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Rusija je praktički 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 iznimno neobične bakterije. Strani znanstvenici vjeruju da u jezeru ima mnogo egzotičnih višestaničnih organizama. Njihovi domaći kolege odbacuju ovo stajalište, ali također vjeruju da bi nastavak njegovih istraživanja donio puno novih stvari - i omogućio razumijevanje kako bi život mogao izgledati u drugim svjetovima Sunčevog sustava. To se neće dogoditi u bliskoj budućnosti: glavni radovi na Vostoku, nažalost, su zaustavljeni. Ako netko napravi takva otkrića u jezeru, onda bi to mogla postati zasluga stranih istraživača - a to će se dogoditi vrlo brzo.

Jezero Vostok je veliki rezervoar od 6000 kubičnih kilometara, što je višestruko više nego u Ladogi. Osim toga, Istok je subglacijalan, na dubini od gotovo četiri kilometra, zbog čega je tamo tlak i do 400 atmosfera, a kisik i dušik nemaju kamo izaći izvan dodira s atmosferom. Vode jezera zasićene njima jedinstveni su okoliš, koji bi trebao biti najnepovoljniji rezervoar za život na Zemlji. No, unatoč tome, tamo još uvijek ima života - barem je to mišljenje brojnih ruskih i američkih znanstvenika 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 travnju 2017. godine održana je premijera filma "Jezero Vostok. Greben ludila" koji je govorio o vrlo teškim uvjetima u kojima su ruski polarni istraživači i znanstvenici postigli vrlo značajne rezultate u potrazi za životom ispod nekoliko kilometara antarktičkog leda. Film još uvijek skuplja međunarodne nagrade, ali povijest je s njim povezana i važnija od svih nagrada. Pokreće temu stvarnog zaustavljanja dubokog čistog bušenja na jezeru Vostok od strane snaga istoimene polarne stanice. Nedostatak financijskih sredstava spriječio je da se tamo naprave veliki koraci od 2015. godine. A sada je na stanici nekoliko puta manje ljudi nego što ih je bilo na vrhuncu posla. Iz toga praktički nema nade u veliko otkriće lokalnog života pod ledom. Vrijeme je da bacimo pogled na povijest bušenja, da shvatimo što je tu postignuto, a što se - zahvaljujući trenutnom "zamrznuću" rada - neće postići.

Postoje dvije točke gledišta o tome tko točno 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 preko jezera uspjeli dobiti samo led - onaj koji je nastao iz njegovih voda, koji se postupno dizao i smrzavao. Na temelju rezultata analize njegovih uzoraka, grupna metagenomska metoda Scotta Rogersa pronašla je ondje sekvence gena 1623 vrste! Šest posto njih pripadalo je prilično složenim stvorenjima - eukariotima, stvorenjima s odvojenom jezgrom okruženom 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. Također su pronađene sekvence gena tipične za rotifere i mekušce. Iz toga je američka skupina 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 nekoliko desetaka milijuna godina, a tek zadnjih 14-15 milijuna je skriveno ledom.

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

Ruski znanstvenici, predvođeni Sergejem Bulatom, iznimno su hladno reagirali na ovo otkriće. S pravom su istaknuli da je bušenje izvedeno tehničkim tekućinama kontaminiranim običnim tlom i drugim bakterijama. Praktički je nemoguće razlikovati vanjsko onečišćenje od "lokalnih stanovnika" bez korištenja "čistog bušenja". Domaći istraživači smatraju da je u takvim uvjetima moguće govoriti o stvarnom "istočnom" životu samo ako se pronađu genetski slijedovi koji su potpuno drugačiji od bilo čega.

A stručnjaci s Instituta za nuklearnu fiziku u Sankt Peterburgu Ruske akademije znanosti uspjeli su tamo pronaći bakterijsku DNK, koja se ne podudara ni s jednom od poznatih vrsta. Toliko im je stran da ga čak nije bilo moguće smjestiti u neku skupinu bakterija. 14 posto njezinih 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 nedvojbeno izjavili da je to život s Marsa. Iako je to zemaljski DNK".

No, to su bakterije, jednostavne, jednostanične, bez „zvona i zviždaljki“i nepotrebne složenosti. U uzorcima leda još nisu pronađeni geni nečeg neočekivanog i još složenijeg, ali u isto vrijeme različitog od kopnenih vrsta. Dakle, eukarioti, pa čak i višestanični poput riba, po mišljenju naših znanstvenika, tamo su još uvijek poništeni. Ovo možda i nije loše. Ribe, koje žive bez svjetlosti i opskrbe hranjivim tvarima odozgo, trebale bi biti toliko strane svemu što znamo da se, zapravo, ne bi mnogo razlikovale od bilo kakvih "zelenih ljudi" iz priča kreativnih ufologa.

Pitanje da li postoje višestanični organizmi na Istoku nije uopće zatvoreno na ovome. U novije vrijeme znanstvenici su saznali da višestanični organizmi - posebice gljive - mogu nekako misteriozno preživjeti duboko ispod morskog dna. Pritisak je tamo čak i veći nego u podledenom jezeru. Očigledno, gljive na neki način kohabitiraju s kemoautotrofnim bakterijama, koje izvlače energiju iz anorganske tvari zbog njezine oksidacije. Nedovoljno oksidirani spojevi željeza, na primjer, u sastavu olivina, služe kao "gorivo" za tako dubok život. Bakterije ga "spaljuju" kisikom i dobivaju vodu.

A krajem travnja 2017. postalo je poznato da višestanične gljive opisanog tipa mogu postojati pod morskim dnom 2,4 milijarde godina. Štoviše, nastali su čak i prije zasićenja atmosfere kisikom. To jest, suprotno već postojećim stajalištima, višestaničnom i složenom životu nije potrebna atmosfera kisika niti povoljni uvjeti na površini planeta. Ako je to bio slučaj prije više milijardi godina, moglo bi se dogoditi da čak i danas u subglacijalnom jezeru postoje organizmi složeniji od bakterija - i mnogo više.

Pretpostavimo na trenutak da bi stvari mogle biti takve. Tada važnost njihovog otkrića daleko nadilazi naše znanje o zemaljskom životu. Činjenica je da utrobe Marsa, Titana, Encelada, Europe, Cerere i mnogih drugih tijela sustava također imaju ledenu kapu na vrhu, vodu ispod i visoki tlak. Toliko su slični uvjetima na Istoku da se zaključak nameće sam od sebe: ako se pod ledom Antarktike nađe složeni život, onda je teško isključiti njegovu prisutnost u drugim svjetovima Sunčevog sustava.

Na prvi pogled može se činiti da je glavni problem podledenog života na Antarktiku hladnoća. Zapravo, to možda uopće nije slučaj. Da, gornji slojevi jezera su ohlađeni na minus tri Celzijeva stupnja. Da nema tlaka iznad 350 atmosfera, na njihovom mjestu bi bio led, samo što ne dopušta da se tako hladna voda smrzava. Pa ipak, najvjerojatnije, 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 ondje prilično čest "po izgledu" (geni su slični drugim poznatim uzorcima), vrlo ga je teško pripisati vanjskom onečišćenju. I ne samo zato što bi termofilna bakterija na Antarktiku bila prilično čudan zagađivač. Što je još važnije, prije leda na istoku, mogao se naći samo u toplim izvorima. Na površini, ona nema što puno raditi - živi od oksidacije vodika 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 u bušenju iz Rusije ili drugih dijelova svijeta. Proizvodnja takvih tvari nigdje se ne nalazi u toplim izvorima. Na temelju toga ruski i francuski znanstvenici sugeriraju da su isti izvori skriveni na dnu subglacijalnog jezera kroz koje, osim tople vode, struji vodik, koji služi kao osnova za kemoautotrofni život.

Općenito, Hydrogenophilus thermoluteolus daleko je od najvećeg ekstrema među onima koji žive u blizini tople vode. Ljudi poput nje žive i razvijaju se na 40-60 stupnjeva Celzija. Naj"krutiji" od njih su jednostavnije uređeni jednostanični organizmi, archaea, koji nose do 122 stupnja Celzija. Međutim, do sada nisu pronađeni tragovi arheja u ledu iznad jezera niti u uzorcima iz njega. Dakle, ako je vruće na samom dnu, onda ne pretjerano, ne iznad točke vrelišta 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 tko je od onih pronađenih tijekom bušenja starosjedilac, a tko izvanzemaljac. Ruski istraživači odavno su došli do zaključka da su na zadnjim desecima metara leda, a još više u samom jezeru, potrebne bitno različite tehnologije koje isključuju kontakt između jezerske vode i vanjskih tekućina.

Jao, to znači da je potrebna nova oprema za bušenje. A za njezino stvaranje - za razliku od eksploatacije prethodnog - potreban je novac, iako nipošto u kozmičkim razmjerima. Tako je negdje 2015. daljnji napredak radova ozbiljno usporen. "Dosadni" dio osoblja postaje sada je tek nekoliko ljudi, a nekada je za provedbu ove zadaće njezino osoblje dovedeno na desetke.

Ono što se dogodilo najvjerojatnije je kao da je nakon listopada 1957. Hruščov iznenada rekao da je skupo lansirati satelite, a nije osigurao sredstva za sve ostale letove u svemir. Ruski znanstvenici 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 desetke 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 konkurentskog pritiska 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 se s nama natjecati u smjeru istraživanja najegzotičnijeg zemaljskog života. Za to, države jednostavno nemaju polarnu stanicu odmah iznad jezera. Kao rezultat toga, situacija se može pretvoriti u dugi zastoj u našim vlastitim naporima u tom smjeru.

Međutim, NASA samo razmišlja o metodama bušenja kilometarskog leda u Europi. Možda će razmišljati o testiranju mobilnog kompleksa za bušenje na istom istoku. Tada se može pokazati da će prioritet u otkrivanju najekstremnijeg života pod ledom biti netko drugi.