Μυστήριο στην Ανταρκτική: Ζωή εκατομμυρίων ετών στους απόκοσμους «Ματωμένους Καταρράκτες»

Οι «Ματωμένοι Καταρράκτες» της Ανταρκτικής, ένα εντυπωσιακό και απόκοσμο χαρακτηριστικό στις Ξηρές Κοιλάδες ΜακΜέρντο, όπου ένα κατακόκκινο υγρό αναβλύζει από την άκρη του παγετώνα Τέιλορ, ενδέχεται να υποδεικνύουν μια κρυφή σύνδεση ανάμεσα στη θάλασσα και την πιο παγωμένη έρημο της Γης.

Σύμφωνα με νέα έρευνα, αυτά τα ασυνήθιστα χαρακτηριστικά της νοτιότερης ηπείρου μπορεί να κρύβουν μικροβιακές αποδείξεις για τη ροή νερού από αρχαίες θάλασσες προς την ανταρκτική έρημο.

Ερευνητές από το Ινστιτούτο J. Craig Venter (JCVI) και το Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας Scripps του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο, αποκάλυψαν την ανταρκτική τους ανακάλυψη σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Geoscience, εντοπίζοντας ευκαρυωτικούς οργανισμούς να κολυμπούν στα κατακόκκινα νερά.

Το χαρακτηριστικό χρώμα των «Ματωμένων Καταρρακτών» προέρχεται από την υψηλή περιεκτικότητα του αλμυρού νερού σε σίδηρο, ο οποίος αφήνει μια κατακόκκινη κηλίδα στο λευκό χιόνι καθώς αυτό ρέει κάτω από τον παγετώνα.

Μια ανακάλυψη που αλλάζει τα δεδομένα στην Ανταρκτική

Κοντά στην άκρη του παγετώνα Τέιλορ, οι ερευνητές του JCVI εντόπισαν μια κοινότητα ευκαρυωτικών οργανισμών, η οποία, όπως υποστηρίζουν, έφτασε στην κοιλάδα μαζί με αρχαίο θαλασσινό νερό.

«Πρόκειται για ένα περιβάλλον που σήμερα μοιάζει σχεδόν εντελώς αποκομμένο από τον ωκεανό», δήλωσε η επικεφαλής της μελέτης Άντζελα Ζούμπλη (Angela Zoumplis) από το Γέιλ και το JCVI.

«Ωστόσο, όταν εξετάσαμε τα μοριακά αποτυπώματα των οργανισμών που ζουν στην κόκκινη λάσπη και τα ιζήματα γύρω από τους Ματωμένους Καταρράκτες, εντοπίσαμε ένα παραδόξως ισχυρό θαλάσσιο σήμα.

Αυτό μας δείχνει ότι το συγκεκριμένο μέρος ίσως διατηρεί ίχνη μιας παλαιότερης σύνδεσης ανάμεσα στις Ξηρές Κοιλάδες και τη θάλασσα».

Παρόλο που οι παγετώνες αποτελούνται από παγωμένο νερό, οι Ξηρές Κοιλάδες ΜακΜέρντο της Ανταρκτικής δεν είναι απλώς κάποιες από τις πιο παγωμένες ερήμους του πλανήτη, αλλά και οι πιο ξηρές.

Σε αυτή την τοποθεσία, τα ακραιόφιλα (οργανισμοί που ζουν σε ακραίες συνθήκες) επιβιώνουν στα όρια μερικών από τις πιο απαιτητικές συνθήκες διαβίωσης στον πλανήτη μας.

Επιβιώνοντας στο πιο αφιλόξενο «εργαστήριο» της Γης

Προηγούμενες μελέτες είχαν ανακαλύψει βακτήρια που επιβιώνουν στο εξαιρετικά αλμυρό νερό των «Ματωμένων Καταρρακτών», όμως η νέα έρευνα είναι η πρώτη που εντοπίζει μια σημαντικά μεγαλύτερη μορφή ζωής:

Ευκαρυωτικούς οργανισμούς, όπως τα διάτομα.

Ο όρος ευκαρυωτικός αναφέρεται σε μονοκύτταρους οργανισμούς που διαθέτουν πυρήνα.

Μέσα σε αυτή την ομάδα, τα διάτομα ξεχωρίζουν για το πυριτικό τους κέλυφος και την ιδιαίτερα συγκεκριμένη προτίμησή τους για ορισμένα ενδιαιτήματα (βιότοπους).

Καθώς ανέλυσαν 167 δείγματα που συλλέχθηκαν στην περιοχή, η ομάδα εντόπισε διάτομα που σχετίζονται με θαλάσσια περιβάλλοντα αποκλειστικά στην εκροή των «Ματωμένων Καταρρακτών» — και όχι στις γύρω λίμνες, τα ρυάκια, ή ακόμη και στα δείγματα αέρα.

«Δεν αναρωτηθήκαμε απλώς αν υπήρχαν θαλάσσιοι οργανισμοί», δήλωσε η Ζούμπλη.

«Θέλαμε να μάθουμε αν αποτελούσαν μέρος μιας ξεχωριστής κοινότητας, αν διέφεραν από τις γειτονικές κοινότητες γλυκού νερού και αν υπήρχαν ενδείξεις ότι ήταν ενεργοί. Η απάντηση και στα τρία ερωτήματα ήταν ναι».

Στο μικροσκόπιο τα δείγματα της Ανταρκτικής

Οι εργαστηριακές τεχνικές που εφαρμόστηκαν στα δείγματα περιελάμβαναν την εξέταση του RNA τους με μεταμεταγραφική (metatranscriptomics) και μοριακή αλληλούχιση.

Στα δείγματα από τους «Ματωμένους Καταρράκτες», η ανάλυση της ομάδας αποκάλυψε ότι ένα ποσοστό μεταξύ 60% και 80% των διατόμων σχετιζόταν με θαλάσσια περιβάλλοντα.

Αντίθετα, τα δείγματα από άλλες τοποθεσίες αποτελούνταν κυρίως από διάτομα της ξηράς και του γλυκού νερού.

Αξιοσημείωτο είναι ότι αυτοί οι οργανισμοί δεν ήταν απλώς ετοιμοθάνατα υπολείμματα κοινοτήτων διατόμων που παρασύρθηκαν στην Ανταρκτική — παρουσίαζαν γονιδιακή δραστηριότητα σχετική με την επιβίωση κάτω από αυτές τις ακραίες συνθήκες.

«Αυτή ακριβώς η δραστηριότητα είναι που κάνει το εύρημα ιδιαίτερα συναρπαστικό», δήλωσε η Ζούμπλη.

«Δεν βλέπουμε απλώς γενετικά κατάλοιπα. Βλέπουμε αποδείξεις οργανισμών που ανταποκρίνονται σε ένα σκληρό, μεταβαλλόμενο περιβάλλον — παγετός, τήξη, στρες λόγω αλατότητας, έκθεση σε σίδηρο και μεγάλες περίοδοι αδράνειας».

Αν και η ανακάλυψη δεν αποκλείει εντελώς το ενδεχόμενο τα διάτομα να έφτασαν εκεί μέσω του ανέμου, αυτό θεωρείται απίθανο με βάση την επικράτηση των θαλάσσιων ειδών ειδικά στα δείγματα των «Ματωμένων Καταρρακτών».

Οι ερευνητές επισημαίνουν την ασυνήθιστη χημεία της περιοχής, η οποία παρέχει ένα εξαιρετικά αλμυρό νερό πλούσιο σε σίδηρο, αλάτι και πυρίτιο, επιπλέον των τακτικών επιβίωσης που παρατηρήθηκαν στα διάτομα, όπως ο σχηματισμός κυττάρων σε κατάσταση ηρεμίας (resting cells).

Αυτή η κοινότητα πιθανότατα δεν αποτελεί μια τέλεια διατήρηση ενός αρχαίου θαλάσσιου οικοσυστήματος μέσα σε ένα φαινομενικά «χαμένο» τμήμα του ωκεανού, λένε οι ερευνητές, αλλά είναι το αποτέλεσμα συνεχών αποθέσεων και επιλογής με την πάροδο του χρόνου.

Αντί να παρέχει ένα τέλειο αρχείο των αρχαίων μικροβιακών κοινοτήτων, η μελέτη αυτών των ευκαρυωτικών οργανισμών μπορεί να προσφέρει στους ερευνητές πληροφορίες για την κλιματική αλλαγή του παρελθόντος και για το πώς η ζωή επιβιώνει κάτω από τις πιο εχθρικές συνθήκες.