Сухие долины Мак-Мёрдо в Антарктиде могут показаться одним из наименее гостеприимных мест на Земле. Это холодная пустыня, где лишь ветер рыщет по каменистой земле, а вода существует только в виде льда, оставшегося в том числе от тех времён, когда долины покрывал океан. Короче говоря, это настолько унылый уголок планеты, что НАСА решило имитировать там марсианские условия.

Теперь представьте себе удивление биологов, обнаруживших в этом месте множество различных экосистем. Не на поверхности, конечно, а подо льдом — в солёных озёрах, которые вот уже тысячи и миллионы лет изолированы от каких-либо внешних источников энергии и питательных веществ. В ходе нового исследования специалисты описали одно из самых молодых подлёдных озёр, которое оставалось изолированным всего несколько тысяч лет. Хотя теоретические оценки говорили о том, что местные бактериальные сообщества должны голодать, анализ проб воды показал, что организмы чувствуют себя прекрасно, питаясь продуктами химических реакций между водой и дном.

Пожалуй, наиболее яркая достопримечательность Сухих долин Мак-Мёрдо — Кровавый водопад, где железо окрашивает лёд в красный цвет и заодно подпитывает бактериальные сообщества, попавшие туда около 1,8 млн лет назад, когда морской залив оказался отрезан от океана и замёрз под ледником. Описываемое здесь озеро Вида располагается в другой долине и, по-видимому, было в изоляции не так долго. Оно очень солёное и не замерзает при температуре –12 ˚C. Толщина льда над водой достигает 16 м. Радиоуглеродное датирование показало, что озеро обменивалось углеродом с атмосферой по крайней мере несколько тысяч лет назад.

Учёные полагали, что организмы, если они там ещё есть, находятся на заключительных этапах разложения, то есть несколько микробов ещё питаются последними органическими соединениями, выделяя метан.

Выяснилось, однако, что бескислородное озеро богато органическими соединениями, в том числе углеводами, а метана там мало. Кроме того, в воде обнаружено значительное количество водорода. Соединения азота тоже часты, особенно закись азота и аммиак. Подобная смесь окисленных и восстановленных соединений говорит о том, что до финального разложения ещё очень далеко.

И кто же там живёт? Судя по последовательностям ДНК, 32 вида, представляющих восемь типов бактерий. Что движет их обменом веществ, в точности пока неясно. Очевидно лишь то, что метаногены в озере не доминируют. Кстати, следует отметить, что в пробах полностью отсутствуют археи, которые часто встречаются в экстремальных условиях.

Химический состав воды подсказывает, что бактериальные сообщества питаются молекулярным водородом, освобождаемым в результате реакций между водой и силикатами железа подстилающей породы. Затем водород может включаться в состав сложных органических соединений. Если это верно, то озеро Вида имеет совершенно иной источник энергии, чем Кровавый водопад.

Это довольно важный вывод, поскольку он предполагает, что разнообразие простых, естественно протекающих химических реакций способно предоставить энергию, необходимую для поддержания жизни, даже при отсутствии таких вещей, как солнечный свет или тектоника плит. Это, в свою очередь, должно повлиять на наше представление о перспективах поиска жизни в подлёдных океанах Европы или возможных приповерхностных солёных озёрах Марса.

Другая интригующая перспектива заключается в том, что чуть ли не все сухие долины могут оказаться домом экосистем с разной степенью изоляции, а также с разными источниками химической энергии, которые способны пережить любые катаклизмы вплоть до глобального оледенения.

Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Подготовлено по материалам Ars Technica.