Ученые выяснили, чем питаются микробы в подледных озерах под Антарктидой
Эрозия древних отложений, обнаруженных глубоко под антарктическим льдом, может быть жизненно важным и ранее неизвестным источником питательных веществ и энергии для обильной микробной жизни, показало исследование, проведенное Бристольским университетом и опубликованное 29 июня в журнале Communications Earth & Environment.
Исследование проливает новый свет на множество соединений, поддерживающих различные микробы, которые являются частью огромной подледниковой экосистемы.
«Хотя исследование было сосредоточено на образцах, полученных из одного подледникового озера, результаты могут иметь гораздо более широкие последствия, — сказала научный сотрудник аспирантуры Бристольского университета доктор Беатрис Гилл Оливас. — Подледниковое озеро Уилланс является частью большой взаимосвязанной гидрологической системы, поэтому эрозия, происходящая выше по течению, может представлять собой потенциальный источник биологически важных соединений для этого и других озер в системе, которые могут содержать процветающие сообщества микробной жизни».
Международная исследовательская группа воспроизвела процессы эрозии в ледяных щитах путем измельчения отложений, извлеченных из подледникового озера Уилланс в Антарктиде, площадью около 60 кв.км, примерно на 800 м ниже поверхности льда, затем смачивая эти отложения и поддерживая их при 0 градусах Цельсия без кислорода, чтобы приблизить подледниковые условия.
Результаты показали, что однократное дробление на глубине 10 см с последующим 41-дневным инкубационным периодом тех же отложений может обеспечить до четверти предполагаемого количества метана, необходимого присутствующим в этих средах метанотрофам, крошечным микробам, которые зависят от метана как источника углерода и энергии.
Значительные концентрации водорода и углекислого газа также были произведены во время измельчения и инкубации. Эти газы потенциально могут быть использованы микробами, производящими метан, называемыми метаногенами, для производства достаточного количества метана, что поможет объяснить его широко варьирующиеся уровни в озере Уилланс.
Другим ранее неизвестным открытием стало обнаружение измеримых концентраций аммония в воде после инкубации с измельченными осадками. Это имеет особое значение для озера Уилланс, где в изобилии обитают таксоны микроорганизмов, которые могут получать энергию в результате окисления аммония, процесса, известного как нитрификация. Исследование показало, что одно событие дробления с высокой энергией, за которым следует тот же инкубационный период, может привести к увеличению годовой потребности в аммонии (120 процентов) в озере.
«Только в двух предыдущих исследованиях рассматривалось потенциальное влияние эрозии на подледниковые источники энергии и питательных веществ, которые включали дробление в основном нетронутых образцов горных пород. Это первое исследование, в котором используются сильно выветрившиеся древние морские отложения, однако измеренные концентрации газов в значительной степени согласуются с предыдущими результатами», — отметила доктор Гилл Оливас.
