Исследователи обнаружили изолированный водоем в Антарктиде
Загадочное замерзшее озеро — это капсула времени, которая переносит исследователей на миллионы лет назад. Озеро Энигма в Антарктиде сохраняет уникальную экосистему, изолированную от внешнего мира постоянным слоем льда.
Недавно ученым удалось извлечь образцы уникальных микробов, которые выжили в огромной камере жидкой пресной воды под более чем 30 футами льда. Эта экосистема существует под ледяным щитом уже 14 миллионов лет, с тех пор как озеро впервые замерзло в конце более теплого периода на Земле.
Считалось, что озеро Энигма полностью замерзло, поскольку оно расположено в северных предгорьях Антарктиды, между аморфными и валунными глиняными ледниками, в регионе со средней температурой -14 °C.
Исследовательская группа под руководством микробиологов Франческо Смедиле и Виолетты Ла Коно использовала георадар для изучения состава озера и обнаружения скрытого пузыря жидкости. Они пробурили лед, чтобы извлечь образцы воды.
Особое внимание уделялось предотвращению загрязнения этого защищенного биома: первые 3 метра льда были пробурены электрической дрелью, а оставшиеся слои были обработаны горячим расплавом и горячей водой. Для бурения использовалась стерилизованная и нагретая вода из ледяной крошки, собранной во время механического бурения.
«Озеро Энигма поддерживает филогенетически разнообразную, высокобиомассную микробную экосистему, уникальную среди антарктических постоянных покрытых льдом озер», — отмечает команда. — Запечатанная льдом планктонная и бентосная микробиота озера Энигма, вероятно, представляет собой надежную предковую биоту, которая возникла из древней микробной экосистемы до замерзания».
Исследователи обнаружили, что эти организмы играют различные роли в простой водной пищевой сети, начиная от первичного производства через фотосинтез до эктосимбиоза и хищничества. Среди них были представители Pseudomonadota, Actinobacteriota и Bacteroidota, а также неожиданное количество Patescibacteria, процветающих в грунтовых водах.
Было обнаружено, что дно озера покрыто разнообразными микробными матами, в которых преобладают цианобактерии, вырабатывающие кислород, которые отсутствуют в толще льда и воды.
Некоторые из этих матов напоминали «смятый толстый ковер», на котором возвышались «крупные аморфные древовидные структуры» высотой до 40 сантиметров и диаметром до 60 сантиметров. В других местах были обнаружены бактериальные массы, образующие пики, похожие на дюны.
Ученые предполагают, что стабильная, находящаяся под давлением и химически стратифицированная водная колонна глубиной не менее 12 метров «питается» близлежащим аморфным ледником.
Открытие представителей семейства Patescibacteria superphylum особенно интересно, поскольку, хотя они были обнаружены в других районах Антарктиды с низким содержанием кислорода, они никогда не были обнаружены в покрытых льдом озерах.
В воде озера Энигма аномально высокий уровень растворенного кислорода, что нетипично для patescibacteria.
Считается, что этот суперфилум составляет значительную часть микробного разнообразия на Земля, но ее трудно обнаружить в культуре и ПЦР-анализе, из-за чего ее называют «микробной темной материей».
Эти бактерии очень малы и просты по структуре; у них нет многих общих функций других микробов. В результате они почти всегда живут в симбиозе с другими бактериальными или архейными хозяевами.
«В частности, сверхмалые патесцибактерии могут играть необычную роль в экосистеме озера, которая не распространена в других покрытых льдом антарктических озерах», — отмечают авторы.