Znanstveniki odkrili, kaj se skriva pod Krvavimi slapovi na Antarktiki

Na bleščeče belem ozadju ledenika Taylor na Antarktiki se v jezero Bonney izliva živo rdeč slap, ki med padanjem obarva led. Njegova krvavo rdeča barva izvira iz železa, ki je bilo milijone let raztopljeno v slanici, ujeti pod ledenikom Taylor. Ko slanica privre na površje in pride v stik z zrakom, železo hitro oksidira oziroma zarjavi, kar povzroči značilno rdečo obarvanost.

Znanstveniki so sprva domnevali, da barvo povzročajo alge, vendar se je izkazalo, da to ne drži. Kot razkriva nova raziskava, objavljena v reviji Nature Geoscience, pa se v tem starodavnem podledeniškem rezervoarju skriva nekaj še bolj nenavadnega, piše Science Alert.

Raziskava, ki jo je vodila mikrobiologinja Angela Zoumplis z Univerze Kalifornija v San Diegu, je pokazala, da v okolici starodavnega sistema slanice pod ledenikom uspeva bogata skupnost mikroorganizmov. Gre za potomce morske mikrobne skupnosti, ki je bila od preostalega sveta morda izolirana več milijonov let.

Krvavi slapovi znanstvenike navdušujejo že vse od leta 1911, ko jih je med odpravo odkril britansko-avstralski geolog Thomas Griffith Taylor.

Sprva so menili, da rdečkasto obarvanost povzročajo alge, podobno kot pri rožnatem snegu, ki ga občasno opazijo v visokogorju in na polarnih območjih.

Kasneje so raziskovalci ugotovili, da "kri" v resnici izvira iz starodavnega rezervoarja izjemno slane vode, ujetega pod ledenikom Taylor. Ker ima slanica nižje ledišče od sladke vode, je ostala tekoča, čeprav je bila milijone let ujeta pod debelo plastjo ledu.

Slanica vsebuje veliko raztopljenega železa, ki pod ledom ostaja nevidno. Nastala je iz starodavne morske vode, ki se je ujela pod napredujočim ledenikom in tam ostala najmanj 1,5 milijona let.

Šele ko slanica privre na površje in pride v stik s kisikom, železo hitro oksidira oziroma zarjavi, zaradi česar se iztekajoča voda obarva v temno rdečo, rjasto barvo.

Že doslej je bilo znano, da Krvavi slapovi skrivajo izjemen mikrobni ekosistem. Vendar so se znanstveniki več let osredotočali predvsem na bakterije in arheje – preproste enocelične organizme, ki jih uvrščamo med prokarionte –, medtem ko so evkariontskim mikroorganizmom namenili precej manj pozornosti.

Odkrili značilne mikroorganizme

Za razliko od bakterij imajo evkariontski organizmi – od enoceličnih ameb do večceličnih ljudi in rastlin – celično jedro ter zapleteno notranjo zgradbo.

Med evkarionte sodijo tudi mikroskopske diatomeje, enocelični organizmi, ki s fotosintezo pridobivajo energijo in običajno živijo v sladki ali morski vodi. Njihova prisotnost lahko razkrije pomembne sledi o starodavnih okoljih.

Angela Zoumplis in njeni sodelavci so želeli ugotoviti, ali so prejšnje raziskave spregledale evkariontske prebivalce Krvavih slapov in ali bi ti mikroorganizmi lahko razkrili kaj novega o zgodovini slanice, ujete pod ledenikom.

Zbrali so 167 vzorcev značilnega rdečega toka, usedlin, ledu in blata. Nato so analizirali okoljsko RNK, kar jim je omogočilo razlikovati med organizmi, ki so v sistemu slanice dejansko živi, in tistimi, ki so bili prisotni le še v obliki ostankov dednega materiala (DNK).

Raziskovalci so odkrili značilno skupnost evkariontskih mikroorganizmov, ki je osredotočena prav okoli Krvavih slapov. Med njimi je bilo veliko skupin, ki jih običajno povezujemo z morskim okoljem, med drugim diatomeje in migetalkarje.

Skrbno sestavljanje koščkov sestavljanke

Še bolj presenetljivo je bilo, da je analiza njihove RNK pokazala, da so ti organizmi presnovno aktivni – torej pod ledenikom opravljajo običajne življenjske procese.

Morske mikroorganizme lahko veter zanese daleč v notranjost celine, zato so raziskovalci preverili, ali so te vrste v Krvave slapove preprosto prispele z obale.

A tega niso ugotovili. Morski evkarionti so bili skoncentrirani okoli Krvavih slapov, ne pa razpršeni po suhih dolinah v okolici. Poleg tega so se številni genetsko razlikovali od svojih sodobnih morskih sorodnikov na način, ki kaže na dolgotrajno izolacijo.

To skrbno sestavljanje posameznih koščkov sestavljanke je obrodilo sadove.

Rezultati kažejo, da Krvavi slapovi morda skrivajo potomce morske skupnosti, ki se je ujela pod ledenikom Taylor, ko je dolino pred davnimi časi zalilo morje. Ti organizmi naj bi preživeli, medtem ko se je Antarktika iz precej toplejše pokrajine postopoma preoblikovala v ledeno celino, kakršno poznamo danes.

Kako natančno so te razvojne linije preživele, ostaja odprto vprašanje.

Ko se je starodavna morska voda ujela pod ledenikom Taylor, je bila Antarktika povsem drugačna. V milijonih let, ki so sledili, je celina postajala vse hladnejša in bolj suha, prekrili pa so jo bilijoni ton ledu.

Kljub temu se zdi, da so potomci te starodavne morske skupnosti nekako preživeli vse te dramatične spremembe.

Raziskovalci domnevajo, da je izjemno slana voda delovala kot zatočišče. Sol namreč znižuje ledišče vode, zato lahko pod ledenikom obstajajo žepi tekoče vode tudi takrat, ko je okoliška pokrajina popolnoma zamrznjena. Nekateri odkriti organizmi imajo tudi prilagoditve, ki jim omogočajo življenje v zelo slanem okolju.

Mirovali in se prebudili

Nekateri organizmi so morda preživeli tudi tako, da so bili dolgo časa v mirujočem stanju, nato pa se znova "prebudili", ko so razmere to omogočile. Prav kombinacija teh strategij bi lahko starodavni morski skupnosti omogočila preživetje, medtem ko se je Antarktika skoraj povsem spremenila.

Če razlaga raziskovalcev drži, Krvavi slapovi skrivajo nekaj izjemno redkega – žive potomce ekosistema, ki je nastal še pred oblikovanjem današnjega antarktičnega ledenega pokrova in je več milijonov let vztrajal v skoraj nespremenjenem okolju.

To pomeni, da znanstvenikom tega davno izginulega sveta morda ne bo treba rekonstruirati zgolj na podlagi kamnin ali fosilov, temveč bodo lahko preučevali organizme, katerih predniki so v njem dejansko živeli.

Ta raziskava tako postavlja temelje za prihodnje študije o tem, kako lahko reliktni ekosistemi osvetlijo pretekle okoljske spremembe in prihodnjo ranljivost polarnih območij, so zapisali raziskovalci.