Nežemiška gyvybė – visai greta. Vartiklis

Požeminio Vostoko ežero Antarktidoje ledo mėginių tyrimus lydėjo ir sensacijos, ir nusivylimai. Buvo nutraukti dešimtmečių darbų rezultatai ir užduotos naujos mįslės. Rastos gyvybės formos pasirodė esą tokiomis, apie kokias niekas net ir įsivaizduoti negalėjo.
Vostok stotis

Antarktidos ledo skydas – milžiniškas šaldytuvas, išsaugantis viską, kas į jį patenka – tame tarpe ir Gręžinys Vostok stotyje

senovinius mikroorganizmus, gyvavusius prieš šimtus tūkstančių metų. Rusų komanda iš Mikrobiologijos int-to, vadovaujama Sabito Abyzovo, ėmėsi tirti ledo pavyzdžius iš gręžinio, kuris buvo gręžiamas dar 8-me dešimtm. Jie tiesiog „Vostok“ stotyje įrengė mikrobiologinių tyrimų laboratoriją. Jie specialiu grąžtu išpjaudavo mėginio vidų, steriliomis sąlygomis tirpdė virš kolbos, kurią iškart užlydavo. Jų turinį analizavo vėliau, Maskvoje. Rezultatai kaitino vaizduotę. Lede iš 2,5-3 km gylio aptikta įvairių gyvų organizmų: bakterijų, mielių, grybelių, dviląsčių dumblių. Viename vandens mililitre suskaičiuota tūkstančiai gyvų ląstelių (net 3500 m gylyje jų buvo šimtai). To ledo amžius – apie 300 tūkst. metų. Taigi, tie mikroorganizmai visą tą laiką buvo anabiozės (miego) būsenoje. Jos negyveno lede – o buvo atneštos oro srautų. Kai kuriuos jų pavyko atgaivinti. Iš ledo išgautas ląsteles pasėjo į maitinamąją terpę. Dalis kultūrų ėmė augti ir daugintis. „Gyva-negyva“ nustatymui maudotas ir radioizotopinis metodas – C¹⁴ vartoja tik gyvos ląstelės.

3538 m gylyje žemyninį ledą keičia ežero kilmės ledas. Mokslininkai tikėjosi, kad jame bus daugiau bakterijų. Tačiau ten rastos tik dvi bakterijos – viena negyva, o kita pusgyvė (tačiau maitinamojoje terpėje augti nepradėjo).

Nuo 1999 m. Vostoko ledo mėginių analize užsiima Peterburgo branduolinės fizikos instituto molekulinės ir radiacinės biofizikos vadovas Sergejus Bulatas. Jie tyrė mikroorganizmų DNR (beje, skirtingų metodų šaliningai su nepasitikėjimu žiūri vieni į kitus). Šiuo atveju taikomi ypač dideli reikalavimai švarumui – tinkamų patalpų nėra nei Antarktidoje, nei institute. Tad buvo sudaryta galimų 224-ių kontaminantų (užteršėjų) bazė, su kuria buvo sulyginamas bet kuris radinys. Kartu lyginta su „GenBank“, saugančiu visų su žmogumi susijusių mikrobų genetinę informaciją.

Ir pasirodė, kad mikrobiologų rastos bakterijos ir grybeliai priklauso kontaminantams – ir pirminė graži pasaka apie po miego atgijusius mikrobus išsisklaidė tarsi dūmas.

O vienas 3607 m gylyje rastas mikroorganizmas nustatytas kaip termofilinė vandenilį oksiduojanti bakterija Hydrogenophilus thermoluteolus, kurios DNR 99% sutapo su organizmu, anksčiau japonų rastu karštuose šaltiniuose. Tai fakultatyvusis autotrofas. Jei jam duosi organiką, jis ją vartos; o jei jos nėra, jis gali naudoti tik CO₂ ir H₂ ir iš primityviausių cheminių reakcijų gauti energijos gyvybės palaikymui. Tai šokiravo, nes ji nesivysto žemiau 37^o C, o palankiausia terpė yra

Antarktidoje yra ir daugiau poledinių ežerų, ne taip gerai izoliuotų nuo išorės kaip Vostokas. V. Galčenko 2008-ais tyrė Unterzee ežerą šalia „Mirnyj“ stoties, kuris padengtas vos 3 m storio ledu. Pasirodė, kad jis persotintas deguonimi ir azotu, o ežero gyventojų baisi įvairovė. Be fotosintezuojančių bakterijų rasta ir chemosintezuojančių: gaminančių metaną bei sulfatus bei kitokių. Nustatyta, kad fotosintezė vyksta net 70 m gylyje. S. Bulatas su kolegomis dirbo prie Radoko ežero, esančio „oazėje“, vasarą išsilaisvinančioje nuo sniego - gana gilaus (367 m). Vanduo jame nesiekia +1^o C. Ir jis pasirodė sklidinas gyvybės – trūko tik stuburinių, žuvų.

Belgijos ir Anglijos mokslininkai tyrė kelis ežerus Diufeko kalnų masyve. Kai kurių ežerų vandens temperatūra ten siekia +12,8^o C. Juose dominuoja ciano bakterijos, sudarančios dideles kolonijas. Visiškai uždengiančias dugną. Rasta ir žalių dumblių, o iš gyvūnų – dvi verpečių rūšys ir trys lėtūnų (smulkūs bestuburiniai, primenantys vabzdžių lėliukes) rūšys. Hydrogenophilus thermoluteolus

Ekstrymo mėgėjai

Bakterijos mūsų planetoje prisitaikė prie įvairiausių sąlygų. Pvz., tioninės bakterijos oksiduoja sieros vandenilį ir gyvena esant 70-80^o C temperatūrai. Vokiečiams prie Italijos krantų pavyko rasti mikroorganizmus, gyvenančius 113^o. Termofilų yra ir vandenynų dugne – kelių km gylyje viešpatauja chemosintezuojanti gyvybė. Ten, kur nėra deguonies, yra metaną gaminančios bakterijos. Jos prisitaiko ir prie didelio sūrumo lygio – Vokietijos ir Izraelio mokslininkai Negyvosios jūros dugne rado archėjų karalystei priklausančių bakterijų kolonijas. Kanados Aksel-Cheibergo saloje ypač sūriuose šaltiniuose iš po amžinojo įšalo aerobinės bakterijos maitinasi metanu ir išgyvena esant ypač žemai temperatūrai. O japonai nustatė, kad bakterijos gali išgyventi ir daugintis esant šimtus tūkstančius kartų didesnei už Žemės gravitacijai. Amerikiečiai 1500 m aukštyje esančioje oloje rado bakterijas, kurios maitinasi olivino mineralu. O štai ežere su didele arseno koncentracija bakterijos arsenu pakeičia fosforą savojoje DNR.

52-54^oC. Tada paėmė mėginį iš 3561 m gylio ir nusiuntė į Lioną. Ir prancūzai jame rado tą pačią šilumą mėgstančią bakteriją. Iš kur ji Antarktidoje? Spėta, kad ežero dugne yra šiltų šaltinių, mat Vostoko ežeras rifinės kilmės ir randasi plutos lūžyje; o antra, aptiinkama sunkiojo O¹⁸ izotopų, leidžiančių spėti, kad vanduo sąveikavo su karštomis uolienomis. Helio izotopų santykis nurodo, kad ežero dugne vis tik nėra „juodųjų rūkorių“ (kaip vandenynuose, žr. >>>>> ), tačiau karštas vanduo į jį prasiskverbia.

Kitas Bulato grupės rastas mikroorganizmas nesileido „veisiamas“ – tad žinoma tik jo DNR. Jo nėra „GenBank“ bazėje, tad tai nauja rūšis. Trečiasis – priklauso aktinobakterijų tipui; panašūs mikrobai (94% sutapimas) gyvena dirvoje prie šaltųjų Tibeto ežerų. Vis tik komandos gyvybės paieškų rezultatai pasirodė gana kuklūs – argi mikrobiologai kažką „prisidirbo“?

Dabar rusai pasiekė patį ežerą, tad bus galima tirti jo vandenį. Pagrindiniai tyrinėjimai numatyti 2013-14 m., tačiau jau žinoma, kad jo vanduo persotintas deguonimi (600-1300 mg litre) – jį ežeras gauna iš ledo. Tai tarsi koks šaltasis deguonies reaktorius – esant tokiam deguonies lygiui žinoma gyvybė negali egzistuoti. Vis tik jei jų yra – jie oksilofilai (deguonies mėgėjai), o kadangi tokių Žemėje nežinome, tai būtų tarsi tirti nežemišką gyvybės rūšį.

2016 m. spalio pradžioje rusų mokslininkai pranešė, kad Vostoko ežere rado bakteriją (w123-10), kuri mokslui žinomus gyvus organizmus genetiškai atitinka tik 86%.

Gręžinys 5G-1 dar 1989 m. pradėtas rusų, prancūzų ir amerikiečių pastangomis. Ežero paviršius pasiektas 2015 m. iš 3767,57 m gylio iškėlus du ledo kernus. Juose ir rasta nauja bakterija, kuri, tikriausiai, yra antrąja Vostoke rasta bakterija. Pirmąją (Hydrogenophilaceae thermoluteolus ) dar 2004 m. rado prancūzų ir rusų mokslininkai (3607 ir 3561 m gylyje). Toji komfortiškai gyvavo esant -50^o temperatūrai ledo sluoksnyje, kuris yra apie 5000 m amžiaus.

Vostoko ežeras - didžiausias poledinis ežeras Antarktidoje (iš apie 400 žinomų). Jis yra Pietų šalčio poliuje Rytiniame ledo masyve po Rusijos „Vostok“ stotimi maždaug 4 km gylyje. Jo ilgis 250 km, o plotis siekia 50 km; gylis per 1200 m. Ežerą sudaro dvi gilumos, kurias skiria povandeninis gūbris. Iš Žemės gelmių sklindanti šiluma šildo ežero dugną, o 4 km ledo sluoksnis virš ežero saugo nuo paviršiaus šalčio. Vandens slėgis ežere apie 300 atmosferų. Ežerą 1996 m. atrado Rusijos ir Anglijos mokslininkai, nors jo egzistavimą dar 20 a. 6 dešimtm. visuryje nuspėjo geografas A. Kapica (1931-2011). Manoma, kad ežere išliko mikroorganizmų, kurie gali būti nepakitę 500 tūkst. m. Tą sąlygoja: gėlas vanduo, kuriame deguonies yra apie 50% daugiau nei įįprastame gėlame vandenyje; vandens temperatūra siekia +10^oC.

Dalis Ch. Stross’o fantastinės apysakos „Labai šaltas karas“ (2000) dalis veiksmo vyksta Vostoko ežere, kur atrandamas tarpplanetinis portalas ir neįprastos gyvybės formos. O V. Golovačiovo romane „Atlantarktida“ (2016) jame atrandama galinti veikti senovės atlantų įranga, galinti iš esmės pakeisti esamą Žemės tikrovę, o tai sukelia rusų ir amerikiečių, besistengiančių greičiau jį pasiekti, konfliktą (o koks kitoks siužetas gali būti Rusijoje mūsų dienomis?!).