MIKROBIOLOGIJA

Tajni vrt Antarktika

Od hladnog povetarca na ravni Antarktika trnuli su nosevi i uši naučnika koji su stajali oko tamne rupe u ledu. Komadi leda otpadali su sa kabla na dizalici koja je izvlačila dragoceni materijal. Dva radnika u sterilnim odelima nagnula su se da uhvate teret – cilindar dužine bejzbol palice – koji se klatio na kraju kabla. Upotrebili su čekić da skinu led i fen da otope deo sklopa. “Da li se zatvorio” upitao je operater na dizlici. “Jeste” viknuo je Džon Prisku, mikrobiolog i ekolog sa Držanog univeziteta Montana u Bozemanu. Cilindar je bio u njegovim rukama sa rukavicama – sa dokazima da se napunio vodom i zatvorio pre svog dugog puta na površinu. Tečnost u njemu je dolazila iz jednog od najizolovanijih delova vode na Zemlji: Jezera Vilans, skrivenog ispod 800 metara leda, na svega 640 kilmetara od Južnog pola. Jedva da je progovorena reč dok je Prisku odložio sud u metalni kontejner za prevoz do pokretne laboratorije

Uzorak vode, prikupljen 28. januara 2013. godine, bio je prvi koji je ikad dobijen iz jezera ispod leda. Iako su naučnici odavno želeli da istraže skrivena jezera Antarktika, nadajući se pronalsku nekog oblika života, napori da se ona buše propali su zbog moguće kontaminacije. Prisku i njegov tim proveli su punih šest godina smišljajući konačnu bezbednu proceduru uzorkovanja.

Od momenta uzimanja uzorka iz jezera naučnici su počeli sa proučavanjem, našli su bogat život ispod ledenog prekrivača Antarktika. U najnovijem broju časopisa Nejčr, Prisku i njegov tim izveštavaju da su našli 130 000 ćelija u svakom mililitru jezerske vode – gustinu populacije mikroorganizama sličnog onom u većem delu svetskih dubokih voda - sa oko 4 000 vrsta jednoćelijskih organizama. Zajednica u jezeru je daleko složenija nego što bi se očekivalo u svetu izolovanom od ostatka planete. “Bio sam iznenadjen bogatstvom ekosistema, to je zaista neverovatno.” rekao je Prisku.

Istraživački kamp oformljen je na ovom usamljenom mestu na Antartiku, januara 2013. godine, kada su stigli traktori na velikim skijama koji su prenosili kontejnere sa 500 000 kilograma opreme: mobilne laboratorije, mašine, toplovodnu bušilicu i gorivo. Tokom dve nedelje kamp je bio bučno, industrijsko mesto sa preko trideset ljudi, brojnim šatorima na stalnom vetru i dva bučna generatora od 225 000 vati. Polarno leto bilo je nalik na prosečnu zimu u kontinentalnom području, sa temperaturama - 5 do -15 stepeni Celzijusa.

Trebalo je sedam dana da se probije ledeni prekrivač. Da bi se sprečila kontaminacija jezera, ekipa je koristila ultraljubičasto zračenje, filtriranje vode, i vodonik peroksid za sterilizaciju mašinerije, ali i vode koju je korstila za bušenje leda. Osmi dan naučnici su izvukli prvi uzorak, za svega nekoliko minuta sadržaj sivog suda - čorba boje meda koja je bila bogata mineralima mnogo više nego što se očekivalo - prebačen je u laboratoriju. Prve ćelije uočene su nekoliko sati kasnije pod mikroskopom. Testovi koji su uradjeni tokom nekoliko sledećih dana potvrdili su da su ćelije žive. Pre nego što se rupa zamrzla i ponovo zatvorila, tim je analizirao hemijski sastav vode u jezeru i izmerio geotermalnu energiju dubljih slojeva zemlje. Dvadeset naučnika i studenata diplomaca danonoćno je radilo da sakupi 30 litara vode i nekoliko uzoraka sedimenata iz jezera. Kutije sa uzorcima gomilale su se u šupljini iskopanoj u snegu na obodu istraživačkog kampa.

Uzorci iz jezera pokazuju da je život tamo opstao bez sunčeve energije tokom poslednjih 120 000 godina, a vrlo je verovatno da postoji unazad milion godina. Uzorci omogućavaju prvi pogled na ono što bi mogao da bude najveći neistraženi ekosistem na Zemlji – nekih 9 procenata kopnene površine sveta. Projekt istraživanja jezera Vilnas ispod Antartika plod je saradnje preko dvadeset istraživača sa 15 univerziteta iz pet zemalja. Nacionalna fondacija za nauku Sjedninjenih Američkih Država investirala je gotovo 20 miliona dolara, uključujući i bušenje vrelom vodom kako da bi se stiglo do jezera bez kontaminacije.

Ideja da jezera mogu ležati ispod ledenog prekrivača Antarktika nije široko razmtrana sve do devedesetih godina prošlog veka, kada su uz pomoć radara koji prodire led, i seizmičkim mapiranjem prikupljeni prvi čvrsti dokazi o postojanju jezera ispod leda. Do danas je poznato oko 400 “nevidljivih” jezera. Ona se napajaju vodom koja se topi iz baze ledenog pokrivača, brzinom od nekoliko milimetara godišnje, a usled širenja toplote Zemljinog jezgra.

Jezero Vilans ne nalikuje ni čemu na Zemljinoj površini. Težina leda potiskuje vodu ispod glečera tako da se jezero formira na obodu korita. To je tanak sloj vode – dubok svega 2 metra površine od skoro 60 kvadratnih kilometara. Do fromiranja dolazi usled niskog pritiska stvorenog smanjivanjem debljine ledenog prekrivača, tako da se voda polako sliva sa oboda u korito jezera.

Tokom prošle godine istraživači su radili na prikupljenim uzorcima kako bi napravili portret života ispod ledenog pokrivača. Izolovali su i uzgajili kulture preko dvanaest vrsta mikroorganizama. Dok je sekvenciranje DNK uzoraka otkrilo tačno 3.931 vrstu. Genetičke analize koje je tim naučnika uradio pokazuju da su neki mikroorganizimi iz jezera u srodstvu sa morskim vrstama koje dobijaju energiju oksidacijom hemijskih jedinjenja konkretno gvoždja i sumpora. Prema DNK podacima, najveći deo mikroba u jezeru oksidiraju amonijak, koji je najverovatnije biološkog porekla.

“Amonijak je verovatno relikvija starih morskih sedimenata,” kaže Prisku, govoreći o mrtvoj organskoj tvari koja se akumulirala pre više miliona godina, kada je područje bilo prekriveno plitkim morima pre nego glečerima.

U uzorcima iz Jezera Vilans nalaze se samo jednoćelijski organizmi – ali unapred pripremljeni DNK testovi nisu bili planirani za detekciju drugih organizama. Samim tim ostaje mogućnost da Jezero Vilans možda i sadrži nešto kompleksniji život, kao što su protozoe - jednoćelijske eukariotske životinje, ili rotifere, nematode (mikroskopski crvi) i tardigrade, za koje se zna da žive u drugim delovima Antarktika. Iako su šanse male da Prisku i njegove kolege nadju životinje u jezeru Vilans, oni planiraju da ih traže koristeći bolje pripremljene DNK probe.

Jezero Vilans nam daje samo lokalni snimak života ispod leda i nekoliko timova pokušavaju da ispune sliku istražujući druga jezera. Ruski tim sada analizira vodu iz jezera Vostok, na istoku Antarktika, koji je prekriven 3,7 km leda. Bliže Jezeru Vilans, Pirs i njegove kolege svojevremeno su pokušale da buše jezero Elsvort, koji se nalazi ispod 3,4 km leda. Medjutim, zbog teškoća sa upravljanjem bušilicom, bili su prinudjeni da napuste tu lokaciju.

Sa tanjim ledenim pokrivačem, jezero Vilans je bio lakša meta od Elsvorta ili Vostoka, ali svoje tajne nije lako odavao. Dan pošto je prvi uzorak izvadjen u rupu je spuštena kamera, dok se približavala jezeru prikazala je očaravajuću sliku. Ledene pahuljice u duginim bojama lagano su se kretale na gore – snežna padavina u obrnutom smeru, i znak da se rupa brzo ponovno zamrzava, to je nateralo tim da brzo upumpa vrelu vodu kako bi sprečili njeno zatvaranje. Ovo “nadmudrivanje” sa prirodom trajalo četiri dana kada je istraživački tim prepustio rupu njenoj neizbežnoj sudbini - zamrzavanju, spakovao kamp i odneo teško stečene uzorke na dalja ispitivanja.

REGISTRACIJA | PRIJAVA
Razvoj zelenog društva put u održivu budućnost
Evropa i klimatske promene
Fusce nec elit faucibus, bibendum enima?
Fusce nec elit faucibus, bibendum enima?
Fusce nec elit faucibus, bibendum enima?
NETWORK

“Najveći problem se vidi u nedovoljnoj i neadekvantoj implementaciji postojećih zakona.”
Nataša Žugić - Drakulić

“Klimatske promene i druge pretnje po opstanak živog sveta u fokusu interesa i brige javnosti.”
Hristina Stevanović - Čarapina

“U programu Eko-škole u Srbiji brojimo 54 vaspitno obrazovne institucije”
Aleksandra Mladenović

“Naša sadašnjost je najbliža konstataciji: ...da, skoro, ništa ne menjamo”
Anđelka Mihajlov