O primeiro papel grande avanço para sair de uma expedição maciça dos EUA para uma das últimas fronteiras da Terra mostra que há vida e um ecossistema ativo de meia milha abaixo da superfície do manto de gelo da Antártida Ocidental, especificamente em um lago que não viu a luz solar ou sentiu um sopro de vento durante milhões de anos. "Nós estamos olhando para uma coluna de água que, provavelmente, tem cerca de 4.000 coisas que chamamos de espécie. É incrivelmente diversa ", disse Brent Christner, professor de ciências biológicas na Universidade do Estado de Louisiana.
A vida é na forma de microorganismos que vivem debaixo da enorme camada de gelo da Antártida e converter amônia e metano para a energia necessária para o crescimento. Muitos dos micróbios são organismos unicelulares conhecidas como Archaea, disse o professor de Universidade do Estado de Montana John Priscu, o cientista-chefe do projeto de US chamado WISSARD que provou o ambiente sub-gelo. Ele também é co-autor do Mpaper em 21 de agosto da revista Nature.
"Fomos capazes de provar de forma inequívoca para o mundo que a Antártida não é um continente morto", disse Priscu, acrescentando que os dados no papel da natureza é a primeira evidência direta de que a vida está presente no ambiente subglacial abaixo da camada de gelo da Antártida.
O autor principal Christner disse: "É a primeira evidência definitiva de que não há apenas vida, mas ecossistemas ativos debaixo da camada de gelo da Antártida, algo que temos vindo a dúvida sobre por décadas. Com este trabalho, bater na mesa e dizer: 'Sim, nós estávamos bem.' "
Priscu disse que ele não estava totalmente surpreso que a equipe descobriu a vida após a perfuração através de um quilômetro de gelo para chegar subglacial Lago Whillans em janeiro de 2013 um biólogo polar de renome internacional, Priscu pesquisas tanto no Sul e Norte poloneses. Esta queda será sua temporada campo 30 na Antártica, e ele há muito tempo previu a descoberta.
Mais de uma década atrás, ele publicou dois manuscritos na revista Science descrevendo pela primeira vez que a vida microbiana podem prosperar e sob o gelo da Antártida. Cinco anos atrás, ele publicou um manuscrito onde ele previu que o ambiente subglacial da Antártida seria maior planície alagada do planeta, não dominada pelos melros e taboas de regiões típicas de áreas úmidas na América do Norte de asa vermelha, mas por microorganismos que mina minerais nas rochas a temperaturas abaixo de zero para a obtenção de energia que alimenta o seu crescimento.
Após mais de uma década de viajar as palestras mundo apresentando descrevendo o que pode estar debaixo de gelo da Antártida, Priscu foi fundamental em convencer US agências nacionais de financiamento que esta pesquisa poderia transformar a forma como vemos o quinto maior continente do planeta.
Embora ele não estava realmente surpreso com a descoberta, Priscu disse que estava animado com alguns dos detalhes da descoberta da Antártida, particularmente como os micróbios funcionar sem luz do sol em temperaturas abaixo de zero eo fato de que a evidência de sequenciamento de DNA revelou que os organismos dominantes são archaea . Archaea é um dos três domínios da vida, com os outros são bactérias e Eukaryote.
Muitos dos archaea subglacial usar a energia nas ligações químicas de amônio para fixar o dióxido de carbono e conduzir outros processos metabólicos. Outro grupo de microorganismos usa a energia e de carbono em metano para sobreviver. De acordo com Priscu, a fonte da amônia e metano é mais provável a partir da decomposição de matéria orgânica que foi depositado nas área de centenas de milhares de anos atrás, quando a Antártida era mais quente eo mar inundou Antártica Ocidental. Ele também observou que, como a Antártica continua a aquecer, grandes quantidades de metano, um gás de efeito estufa, será liberado para a atmosfera aumentando o aquecimento global.
A equipe norte-americana também provou que os microorganismos se originou em Lake Whillans e não foram introduzidas por equipamentos contaminados, disse Priscu. Os céticos de seus estudos anteriores de gelo da Antártida têm sugerido que seu grupo não chegou a descobrir microorganismos, mas se recuperou micróbios que trouxeram em si mesmos.
"Nós fomos a grandes extremos para garantir que nós não contaminar um dos ambientes mais inóspitos do nosso planeta e, ao mesmo tempo, garantir que nossas amostras eram da mais alta integridade", disse Priscu.
Testes extensivos foram realizados há dois anos em sistema de descontaminação furo de WISSARD para garantir que ele trabalhou, e Priscu levou uma publicação em uma revista internacional, apresentando resultados destes testes. Este sistema de descontaminação foi acoplado a uma furadeira água quente one-of-a-kind que foi usado para derreter um furo através da camada de gelo, o que proporcionou um canal para o ambiente subglacial para amostragem.
Todos os dias na Antártida, ele iria contar a sua equipe para mantê-lo simples, disse Priscu. Para provar que um ecossistema existia abaixo da Antártida Ocidental manto de gelo, ele queria pelo menos três linhas de evidência. Eles tinham que ver microrganismos ao microscópio que veio do Lago Whillans e equipamentos não contaminados. Eles, então, tinha que mostrar que os microrganismos estavam vivos e crescendo. Eles tiveram que ser identificáveis por seu DNA.
Quando a equipe encontrou essas coisas, sabia que tinha conseguido, disse Priscu.
O projeto Whillans Ice Córrego Subglacial Acesso Research Drilling (WISSARD) começou oficialmente em 2009 com uma doação de US $ 10 milhões da National Science Foundation. Agora envolvendo 13 principais pesquisadores em oito instituições norte-americanas, os pesquisadores perfurado até Subglacial Lake Whillans em janeiro de 2013 Os microrganismos que descobriram ainda estão sendo analisados pelo MSU e de outras instituições colaboradoras.
Planejamento para perfurar novamente o verão austral em um novo local Antártida, Priscu disse WISSARD foi o primeiro esforço multidisciplinar em grande escala para examinar diretamente a biologia de um ambiente subglacial da Antártida. O manto de gelo da Antártica cobre uma área de 1 ½ vezes o tamanho dos Estados Unidos e contém 70 por cento da água doce da Terra, e qualquer fusão significativa pode aumentar drasticamente o nível do mar. Lago Whillans, um dos mais de 200 lagos conhecidos sob o lençol de gelo da Antártida e do lago principal do estudo WISSARD, enche e drena a cada três anos. O rio que drena o Lago Whillans flui sob a Ross Ice Shelf, que é do tamanho da França, e alimenta o Oceano Antártico, onde ele pode fornecer nutrientes para a vida e influenciar os padrões de circulação de água.
A oportunidade de explorar o mundo sob o manto de gelo da Antártida Ocidental é uma oportunidade única para a equipe dos EUA, bem como por vários pesquisadores MSU-filiados que fazem parte dessa equipe e escreveu ou co-autor do artigo da Nature, disse Priscu.
O fato de que MSU estava tão envolvido reflete o fato de que ele é o pioneiro de um novo campo da ciência, disse Priscu. MSU é o ancestral comum de muitos cientistas que estudam a vida e sob o gelo.
"Eu sempre digo aos meus alunos quando eles vêm para o laboratório que" Nós estamos inventando esse campo da ciência. Ele está trabalhando sobre a vida no gelo e sob o gelo. Este campo nunca existiu antes. Nós pensamos que para cima. Vocês são pioneiros '", disse Priscu.
Apreciativa da oportunidade de participar de WISSARD, Vick-Majors disse que viu bactérias ao microscópio dentro de uma hora após a primeira amostra de água foi retirado de Subglacial Lake Whillans. Poucos dias depois, ela viu uma prova de que as bactérias estavam ativos.
"Foi muito emocionante. Vai ser difícil superar ", disse ela.
Ela acrescentou que, "Se você quer fazer a ecologia microbiana em ambientes subglacial da Antártida, John é provavelmente a pessoa que você quer trabalhar. Eu me sinto muito sortudo por ter chegado a oportunidade. "
Concordando, Michaud disse: "Alguns dos piada estudantes de graduação, 'Como podemos superar isso?' Nós não podemos."
Mas os estudantes podem construir sobre sua experiência WISSARD e ganhar uma compreensão mais profunda da Subglacial Lake Whillans e outros habitats subglacial, disse ele. Não se trata de sair e encontrar mais novos habitats.
Christner disse que a equipe que escreveu o artigo na Nature é o time dos sonhos da biologia polar. Além dos cientistas MSU-filiados, os co-autores incluem Amanda Achberger, um estudante de graduação na Universidade Estadual de Louisiana; Carlo Barbante, geoquímico da Universidade de Veneza, na Itália; Sasha Carter, pesquisador de pós-doutorado na Universidade da Califórnia, em San Diego; e Knut Christianson um pesquisador de pós-doutorado de St. Olaf College, em Minnesota e da Universidade de Nova York.
O Galaxy diário via Montana State University
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