Svetové záhady jazera Vostok v Antarktíde

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Rusko prakticky zmrazilo nové vrty subglaciálneho antarktického jazera Vostok a to práve v momente, keď sa najviac priblížilo k objaveniu miestneho života.

Všetci vieme, že po vŕtaní v hlbinách jazera Vostok v Antarktíde sme našli stopy mimoriadne nezvyčajnej baktérie. Zahraniční vedci sa domnievajú, že v jazere je veľa exotických mnohobunkových organizmov. Ich domáci kolegovia tento uhol pohľadu odmietajú, no zároveň sa domnievajú, že pokračovanie jeho výskumu by prinieslo veľa nového – a umožnilo by pochopiť, ako by mohol vyzerať život v iných svetoch slnečnej sústavy. V blízkej budúcnosti sa tak nestane: hlavné práce na Vostoku boli, žiaľ, zastavené. Ak niekto urobí takéto objavy v jazere, môže sa to stať zásluhou zahraničných výskumníkov - a stane sa to veľmi skoro.

Jazero Vostok je veľká nádrž s objemom 6000 kubických kilometrov, čo je mnohonásobne viac ako v Ladoge. Východ je navyše subglaciálny, v hĺbke takmer štyri kilometre, preto je tam tlak až 400 atmosfér a kyslík a dusík nemajú kam ísť mimo kontaktu s atmosférou. Nimi nasýtené vody jazera sú jedinečným prostredím, ktoré by malo byť najnepriaznivejšou nádržou pre život na Zemi. Ale napriek tomu je tam stále život - aspoň to je názor mnohých ruských a amerických vedcov, ktorí študovali výsledky jeho vŕtania. Hoci sa odhady výskumníkov z týchto dvoch krajín o jej obývateľnosti radikálne líšia, všetci veria, že našli stopy miestneho života.

V apríli 2017 sa uskutočnila premiéra filmu "Jazero Vostok. Hrebeň šialenstva", ktorý rozprával o veľmi ťažkých podmienkach, v ktorých ruskí polárnici a vedci dosiahli veľmi významné výsledky pri hľadaní života pod niekoľko kilometrovým antarktickým ľadom. Film stále zbiera medzinárodné ocenenia, no história je s ním spojená a dôležitejšia ako akékoľvek ocenenia. Nastoľuje tému skutočného zastavenia hĺbkových čistých vrtov na jazere Vostok silami rovnomennej polárnej stanice. Nedostatok financií tam od roku 2015 zabránil veľkým krokom. A teraz je na stanici niekoľkonásobne menej ľudí, ako bolo na vrchole práce. Od toho sa prakticky nekladú žiadne nádeje na veľké objavenie miestneho života pod ľadom. Je načase nahliadnuť do histórie vŕtania, pochopiť, čo sa tam dosiahlo a čo sa – vďaka súčasnému „zmrazeniu“práce – nedosiahne.

Existujú dva uhly pohľadu na to, kto presne žije pod ľadom medzi stanicou Vostok a jazerom s rovnakým názvom. Jeden z nich je Američan, druhý Rus. Prvý čerpá z výsledkov plytších vrtov, ktoré Spojené štáty v oblasti vykonali v 90. rokoch. Potom sa im podarilo dostať nad jazero iba ľad - ten, ktorý sa vytvoril z jeho vôd, postupne stúpal a zamŕzal. Na základe výsledkov analýzy jeho vzoriek tam skupinová metagenomická metóda Scotta Rogersa našla génové sekvencie 1623 druhov! Šesť percent z nich patrilo pomerne zložitým tvorom – eukaryotom, tvorom s oddeleným jadrom obklopeným stenou. Niečo také zložité bolo najmenej očakávané vidieť v hĺbke niekoľkých kilometrov.

Navyše, jeden z typov baktérií, pravdepodobne nájdených týmto spôsobom, žije iba v črevách rýb - jednoducho sa nevyskytuje oddelene od nich. Našli sa aj génové sekvencie typické pre vírniky a mäkkýše. Z toho americká skupina usúdila, že medzi obyvateľmi jazera Vostok môžu byť mimoriadne zložité tvory, dokonca aj ryby a kôrovce. Podľa jednej hypotézy jazero v podobe otvorenej nádrže existuje už desiatky miliónov rokov a len posledných 14-15 miliónov ukrýva ľad.

Vedci sa domnievajú, že to znamená, že miestne ryby a kôrovce mali veľa času na postupné prispôsobenie sa podmienkam pod ľadom. Navyše, ak tam sú, môžu urobiť extrémne podmienky východu menej extrémnymi. Organizmy dýchajúce kyslík by mohli spotrebovať prebytočný kyslík vstupujúci do jazera spolu s ľadom. Potom v hlbinách jazera nemusí byť nadbytok tohto plynu – silného okysličovadla, vedľa ktorého život nie je jednoduchý – nemusí byť.

Ruskí vedci na čele so Sergejom Bulatom reagovali na tento objav mimoriadne chladne. Celkom správne poukázali na to, že pri vŕtaní sa použili technické kvapaliny kontaminované bežnou zeminou a inými baktériami. Odlíšiť vonkajšie znečistenie od „miestnych obyvateľov“bez použitia „čistého vŕtania“je prakticky nemožné. Domáci vedci sa domnievajú, že v takýchto podmienkach je možné hovoriť o skutočnom „východnom“živote iba vtedy, ak sa nájdu genetické sekvencie, ktoré sú úplne odlišné od čohokoľvek.

A špecialistom z Petrohradského inštitútu jadrovej fyziky Ruskej akadémie vied sa tam podarilo nájsť bakteriálnu DNA, ktorá sa nezhodovala so žiadnym zo známych druhov. Je im taká cudzia, že ju ani nebolo možné zaradiť do nejakej skupiny baktérií. 14 percent jej génov sa nenachádza u žiadneho iného známeho druhu. Ako vtedy povedal Sergej Bulat, táto DNA sa tak nepodobá ničomu inému, že "ak by sa našla na Marse, nepochybne by vyhlásili, že ide o život z Marsu. Hoci je to pozemská DNA."

Ide však o baktérie, jednoduché, jednobunkové, bez „zvončekov a píšťaliek“a zbytočnej zložitosti. Gény čohosi neočakávaného a ešte zložitejšieho, no zároveň odlišného od suchozemských druhov, sa zatiaľ vo vzorkách ľadu nenašli. Takže eukaryoty a dokonca aj mnohobunkové, ako sú ryby, podľa názoru našich vedcov, sú tam stále zrušené. To nemusí byť zlé. Rybám, žijúcim bez svetla a prísunu živín zhora, by malo byť všetko tak cudzie, o čom vieme, že by sa v podstate ani veľmi nelíšili od žiadnych „zelených mužíkov“z rozprávania kreatívnych ufológov.

Otázka, či na východe existujú mnohobunkové organizmy, nie je vôbec uzavretá. Nedávno vedci zistili, že mnohobunkové organizmy – najmä huby – môžu akýmsi záhadným spôsobom prežiť hlboko pod morským dnom. Tlak je tam ešte vyšší ako v subglaciálnom jazere. Huby zrejme nejakým spôsobom spolubývajú s chemoautotrofnými baktériami, ktoré získavajú energiu z anorganickej hmoty vďaka jej oxidácii. Ako „palivo“pre takýto hlboký život slúžia nedostatočne zoxidované zlúčeniny železa napríklad v zložení olivínu. Baktérie ho „spália“kyslíkom a získajú vodu.

A koncom apríla 2017 sa zistilo, že mnohobunkové huby opísaného typu môžu existovať pod morským dnom 2,4 miliardy rokov. Navyše vznikli ešte pred nasýtením atmosféry kyslíkom. To znamená, že na rozdiel od už existujúcich názorov mnohobunkový a zložitý život nepotrebuje kyslíkovú atmosféru ani priaznivé podmienky na povrchu planéty. Ak to tak bolo pred miliardami rokov, je možné, že aj dnes v subglaciálnom jazere existujú organizmy zložitejšie ako baktérie – a oveľa viac.

Predpokladajme na chvíľu, že by to tak mohlo byť. Potom význam ich objavu ďaleko presahuje naše poznanie pozemského života. Faktom je, že útroby Marsu, Titanu, Enceladu, Europy, Ceres a mnohých ďalších telies systému majú navrchu ľadovú čiapočku, vodu dole a vysoký tlak. Sú také podobné podmienkam Východu, že záver naznačuje sám seba: ak sa pod ľadom Antarktídy nájde zložitý život, potom je ťažké vylúčiť jeho prítomnosť v iných svetoch slnečnej sústavy.

Na prvý pohľad by sa mohlo zdať, že hlavným problémom antarktického podľadového života je zima. V skutočnosti to tak vôbec nemusí byť. Áno, horné vrstvy jazera sú ochladené na mínus tri stupne Celzia. Ak by nebol tlak nad 350 atmosfér, bol by na ich mieste ľad, len ten nedovoľuje takejto studenej vode zamrznúť. A napriek tomu sú spodné vrstvy jazera s najväčšou pravdepodobnosťou oveľa extrémnejšie, pokiaľ ide o teploty.

V ľade sto-dva metrov nad jazerom sa nám podarilo nájsť teplomilnú baktériu Hydrogenophilus thermoluteolus. Hoci je to tam „na pohľad“celkom bežné (gény sú podobné ako u iných známych vzoriek), len veľmi ťažko to pripisujeme vonkajšiemu znečisteniu. A nielen preto, že teplomilná baktéria v Antarktíde by bola dosť zvláštnym kontaminantom. Ešte dôležitejšie je, že pred ľadom nad východom ho bolo možné nájsť len v horúcich prameňoch. Na povrchu nemá čo robiť - žije oxidáciou vodíka, ktorý sa hromadí na miestach, kde horúca voda prichádza do kontaktu s horninami.

Takáto „znečisťujúca látka“sa takmer určite nemohla dostať do petroleja či freónu používaného pri vŕtaní z Ruska či iných častí sveta. Výroba takýchto látok sa nikde nenachádza v horúcich prameňoch. Na základe toho ruskí a francúzski vedci naznačujú, že rovnaké zdroje sú ukryté na dne subglaciálneho jazera, cez ktoré okrem horúcej vody prúdi vodík, ktorý slúži ako základ pre chemoautotrofný život.

Vo všeobecnosti platí, že Hydrogenophilus thermoluteolus nie je ani zďaleka najväčším extrémom medzi tými, ktorí žijú v blízkosti horúcej vody. Ľudia ako ona žijú a vyvíjajú sa pri 40-60 stupňoch Celzia. Naj "tuhšie" z nich sú jednoduchšie usporiadané jednobunkové organizmy, archaea, ktoré nesú až 122 stupňov Celzia. Doteraz sa však nenašli žiadne stopy archaea v ľade nad jazerom ani vo vzorkách z neho. Ak je teda horúco úplne dole, tak nie prehnane, nie nad bod varu, pri ktorom baktérie umierajú.

Pred niekoľkými rokmi sa hlboké vrty do vôd jazera začali spomaľovať. Aby ste sa dostali do takej hĺbky, vŕtačka nie je vhodná: topiaca sa voda z ľadu rýchlo zamrzne. Nahrádza ho nemrznúci petrolej alebo freón. Ale ak sa takéto kvapaliny - môže v nich byť veľa baktérií - dostanú do vôd jazera, bude veľmi ťažké pochopiť, ktorý z tých, ktorí sa našli pri vŕtaní, je domorodec a kto je mimozemšťan. Ruskí vedci už dávno dospeli k záveru, že na posledných desiatkach metrov ľadu, a ešte viac v samotnom jazere, sú potrebné zásadne odlišné technológie, ktoré vylučujú kontakt medzi jazernou vodou a vonkajšími tekutinami.

Bohužiaľ, to znamená, že je potrebné nové vŕtacie zariadenie. A jeho vytvorenie – na rozdiel od vykorisťovania predchádzajúceho – vyžaduje peniaze, aj keď v žiadnom prípade nie v kozmickom meradle. Takže niekde v roku 2015 sa ďalší postup prác vážne spomalil. „Nudná“časť personálu stanice je dnes už len pár ľudí a kedysi na realizáciu tejto úlohy sa jej personál dostal na desiatky.

To, čo sa stalo, je s najväčšou pravdepodobnosťou, ako keby po októbri 1957 Chruščov zrazu povedal, že vypúšťanie satelitov je drahé, a neposkytol financie na všetky ostatné vesmírne lety. Ruskí vedci našli najlepšieho kandidáta na nezvyčajný život pre subglaciálne jazero ležiace v hĺbke kilometrov. Toto jazero, ako sa mnohí domnievajú, je prepojené podpovrchovými kanálmi s ďalšími miestnymi jazerami – a tých sú v Antarktíde desiatky, Vostok je jednoducho najväčší. A zrazu, namiesto toho, aby sme pokračovali v práci, nachádzali nové baktérie alebo dokonca mnohobunkové organizmy, zrazu sami opúšťame boj.

Logika tohto rozhodnutia je pochopiteľná. Chruščov nemohol povedať „hrať sa a to stačí“– stratil by tvár kvôli konkurenčnému tlaku zo Spojených štátov. Bol tam W. Brown so svojimi snami o Mesiaci a odmietnutie letu by ZSSR dostalo do nepohodlnej pozície. Žiaľ, zlomyseľní Američania sa s nami neponáhľajú súťažiť v skúmaní toho najexotickejšieho pozemského života. Na to štáty jednoducho nemajú polárnu stanicu priamo nad jazerom. V dôsledku toho sa situácia môže zmeniť na dlhé zastavenie nášho vlastného úsilia v tomto smere.

Nad metódami vŕtania kilometrového ľadu v Európe však NASA len premýšľa. Možno budú uvažovať o testovaní mobilného vrtného komplexu na tom istom východe. Potom sa môže ukázať, že prednosť pri objavovaní toho najextrémnejšieho života pod ľadom bude mať niekto iný.