氷点下の孤立した氷に覆われた南極湖で、生命が発見される

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ヴィダ湖は南極の寒く乾燥したマクマードドライバレーの1つにあります(写真:Desert Research Institute)

南極の内陸の乾燥した渓谷内のほぼ完全に凍った湖の中でさえ、亜酸化窒素でいっぱいの塩分を多く含んだ氷で覆われた凍った水で、生命は繁栄します…ある日、太陽系の他の場所で同様の環境で見られるかもしれないことの手がかりを提供します。

NASA、ネバダ州の砂漠研究所、シカゴのイリノイ大学、および他の9つの機関の研究者たちは、地球上で最も孤立した場所の1つであるバクテリアのコロニーを発見しました。ビクトリアバレーにある南極のビダ湖です。大陸の非常に乾燥したマクマードドライバレー。

これらの生物は厳しい条件にもかかわらず繁栄しているようです。 20メートル(65フィート)の氷に覆われたビダ湖の水は、海水の6倍の塩分を含み、自然界の水域でこれまでに発見された最高レベルの亜酸化窒素を含んでいます。太陽光線は凍った表面のはるか下まで浸透せず、高塩分条件と氷水の圧力により、氷点下-13.5 3.5C(8ºF)になることがあります。

しかし、このような一見無愛想な環境の中でさえ、ビーダ湖は、氷を通して分岐し、太陽のエネルギーから分離され、推定3,000年間外部の影響から隔離された水路内に存在する「驚くほど多様で豊富な細菌の集まり」のホストです。

もともとは固体であると考えられていた、1995年の地中レーダー調査では、湖の通年の厚さ20メートルの氷床の下に非常に塩辛い液体層(塩水)が明らかになりました。

「この研究は、地球上で最もユニークな生態系の1つへの窓を提供します」とチームの論文の筆頭著者の1人である分子微生物生態学者であり極地研究者であり、南極海への14の遠征のメンバーであるアリソンマレー博士は述べた。南極大陸。 「特に氷点下の温度で、光のない氷のような環境での地球化学的および微生物的プロセスに関する私たちの知識は、これまでほとんど知られていませんでした。この研究により、これらの孤立したクライオエコシステムで生き残ることができる生活の種類と、このような困難な環境に存在するためにさまざまな戦略をどのように使用できるかについての理解が深まります。」

ビーダ湖の表面にあるテント内に無菌環境を設定する必要がありました。これにより、研究者は、掘削するコアサンプルが原始的であり、導入された微生物に汚染されていないことを確認できました。

NASAのプレスリリースによると、「地球化学的分析により、塩水とその下にある鉄分の多い堆積物との間の化学反応により、亜酸化窒素と水素分子が生成されることが示唆されています。後者は、部分的には、ブラインの多様な微生物生活をサポートするために必要なエネルギーを提供する可能性があります。」

「このシステムはおそらく、土星の月であるエンケラドスと木星の月であるヨーロッパの地下水域で考えられる生態系にとって、私たちが持っている最高のアナログです。」

–クリスマッケイ、NASAのエイムズ研究センターの共著者

特に興味深いのは、氷に覆われた南極の湖で見られる条件と、太陽系の他の世界で見られる条件との類似点です。ヴィダ湖で生命が生き残ることができれば、それは苛酷で孤立したままですが、エウロパの氷の表面の下、またはエンケラドスの(仮定された)地下の海の中で見つけることもできますか?そして、火星の氷冠はどうですか?火星の氷を通り抜ける同様の超塩性液体の水路があり、微生物が鉄の堆積物に存在を引き起こしているのではないでしょうか。

「生命維持エネルギー源が無酸素塩水と岩石の間の化学反応からのみ存在するのはもっともらしいことです」と、DRIの地球生態系科学部門のシステム微生物生態学者で研究教授であり、共著者であるクリスチャンフリッテン博士は説明しました。研究の。

「そうだとすれば、地球上のクライオエコシステムや他の宇宙の氷の世界で生命をどのようにサポートできるかを考えるためのまったく新しいフレームワークが得られます。」

続きを読む:ヨーロッパの隠れた五大湖、メイハーバーライフ

堆積物とブラインの間の化学的相互作用だけでなく、微生物群集自体の遺伝子構成を研究するために、さらに多くの研究が計画されています。

研究は今週、全米科学アカデミー(PNAS)の議事録で発表されました。 DRIプレスリリースの詳細については、こちらをご覧ください。また、フィールド調査のハイライトを示す以下のビデオをご覧ください。

研究費はNSFとNASAが共同で支援しました。画像は砂漠研究所が提供しています。乾燥した谷の画像クレジット:NASA / Landsat。ヨーロッパの画像:NASA /テッドストライク)

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