Der Vida-See liegt in einem der kalten, trockenen McMurdo-Trockentäler der Antarktis (Foto: Desert Research Institute)
Selbst in einem fast vollständig gefrorenen See in den trockenen Tälern im Landesinneren der Antarktis, in dunklem, salzhaltigem und gefrorenem Wasser voller Lachgas, gedeiht das Leben… und gibt einen Hinweis darauf, was eines Tages in ähnlichen Umgebungen anderswo im Sonnensystem zu finden sein könnte .
Forscher der NASA, des Desert Research Institute in Nevada, der University of Illinois in Chicago und neun anderer Institutionen haben Bakterienkolonien entdeckt, die an einem der isoliertesten Orte der Erde leben: dem Vida-See der Antarktis im Victoria Valley - einem der südlichen Kontinente unglaublich trockene McMurdo Dry Valleys.
Diese Organismen scheinen trotz der rauen Bedingungen zu gedeihen. Das von 20 Metern Eis bedeckte Wasser im Vida-See ist sechsmal salziger als Meerwasser und enthält den höchsten Lachgasgehalt, der jemals in einem natürlichen Gewässer gefunden wurde. Das Sonnenlicht dringt nicht sehr weit unter die gefrorene Oberfläche ein und kann aufgrund der hypersalinen Bedingungen und des Drucks der Eiswassertemperaturen auf kalte -13,5 ºC (8 ºF) sinken.
Doch selbst in einer scheinbar unwirtlichen Umgebung beherbergt der Vida-See eine „überraschend vielfältige und reichlich vorhandene Ansammlung von Bakterien“ in Wasserkanälen, die sich durch das Eis verzweigen, von der Sonnenenergie getrennt und für geschätzte 3.000 Jahre von äußeren Einflüssen isoliert sind.
Ursprünglich als gefrorener Feststoff angesehen, ergaben Bodenradaruntersuchungen im Jahr 1995 eine sehr salzige Flüssigkeitsschicht (eine Sole) unter der ganzjährig 20 Meter dicken Eisdecke des Sees.
"Diese Studie bietet einen Einblick in eines der einzigartigsten Ökosysteme der Erde", sagte Dr. Alison Murray, eine der Hauptautoren des Teampapiers, molekulare mikrobielle Ökologin und Polarforscherin und Mitglied von 14 Expeditionen in den Südpolarmeer und antarktischer Kontinent. „Unser Wissen über geochemische und mikrobielle Prozesse in lichtlosen Eisumgebungen, insbesondere bei Temperaturen unter Null, war bisher weitgehend unbekannt. Diese Arbeit erweitert unser Verständnis der Arten von Leben, die in diesen isolierten Kryoökosystemen überleben können, und wie unterschiedliche Strategien verwendet werden können, um in solch herausfordernden Umgebungen zu existieren. “
In Zelten auf der Oberfläche des Vida-Sees mussten sterile Umgebungen eingerichtet werden, damit die Forscher sicher sein konnten, dass die Kernproben, die sie bohrten, makellos waren und nicht mit eingeschleppten Organismen kontaminiert waren.
In einer Pressemitteilung der NASA heißt es: „Geochemische Analysen legen nahe, dass chemische Reaktionen zwischen der Sole und den darunter liegenden eisenreichen Sedimenten Lachgas und molekularen Wasserstoff erzeugen. Letzteres kann zum Teil die Energie liefern, die zur Unterstützung des vielfältigen mikrobiellen Lebens der Sole benötigt wird. “
"Dieses System ist wahrscheinlich das beste Analogon, das wir für mögliche Ökosysteme in den unterirdischen Gewässern des Saturnmondes Enceladus und des Jupitermondes Europa haben."
- Chris McKay, Co-Autor des Ames Research Center der NASA
Besonders aufregend ist die Ähnlichkeit zwischen den Bedingungen in eisbedeckten antarktischen Seen und denen auf anderen Welten in unserem Sonnensystem. Wenn das Leben im Vida-See überleben könnte, so hart und isoliert es auch ist, könnte es auch unter der eisigen Oberfläche Europas oder in den (hypothetischen) unterirdischen Ozeanen von Enceladus gefunden werden? Und was ist mit den Eiskappen des Mars? Könnte es ähnliche Kanäle mit supersalzigem flüssigem Wasser geben, die durch das Mars-Eis fließen, wobei Mikroben auf Eisensedimenten existieren?
"Es ist plausibel, dass eine lebenserhaltende Energiequelle ausschließlich aus der chemischen Reaktion zwischen anoxischem Salzwasser und dem Gestein besteht", erklärte Dr. Christian Fritsen, systemmikrobieller Ökologe und Forschungsprofessor in der DRI-Abteilung für Erd- und Ökosystemwissenschaften und Mitautor der Studie.
"Wenn dies der Fall ist", fügte Murray hinzu, "gibt uns dies einen völlig neuen Rahmen, um darüber nachzudenken, wie das Leben in Kryoökosystemen auf der Erde und in anderen eisigen Welten des Universums unterstützt werden kann."
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Weitere Forschungen sind geplant, um die chemischen Wechselwirkungen zwischen Sediment und Sole sowie das Erbgut der mikrobiellen Gemeinschaften selbst zu untersuchen.
Die Forschung wurde diese Woche in den Proceedings der National Academy of Science (PNAS) veröffentlicht. Lesen Sie hier mehr über die DRI-Pressemitteilung und sehen Sie sich unten ein Video mit Highlights aus der Feldforschung an.
Die Finanzierung der Forschung wurde gemeinsam von NSF und NASA unterstützt. Bilder mit freundlicher Genehmigung des Desert Research Institute. Bildnachweis für das trockene Tal: NASA / Landsat. Europa Bild: NASA / Ted Stryk.)
