Таємниці озера Схід в Антарктиді.
Україна практично заморозила нове буріння підлідного антарктичного озера Схід, причому в той момент, коли найближче підійшла до відкриття місцевого життя.
Всі ми знаємо, що після буріння у глибинах озера Схід в Антарктиді знайшли сліди вкрай незвичайної бактерії. Зарубіжні вчені вважають, що в озері є безліч екзотичних багатоклітинних. Їхні вітчизняні колеги відкидають цю точку зору, але й вони вважають, що продовження його дослідження принесло б багато нового — і дозволило б зрозуміти, як може виглядати життя в інших світах Сонячної системи. Найближчим часом цього не станеться: основні роботи на "Сході", на жаль, припинили. Якщо такі відкриття в озері хтось і зробить, це може стати заслугою зарубіжних дослідників — і станеться нескоро.
Озеро Схід — велике водоймище на 6000 кубічних кілометрів, що у багато разів більше, ніж у Ладозі. До того ж Схід підлідний, на глибині майже чотири кілометри, через що тиск там до 400 атмосфер, а кисню та азоту поза контактом з атмосферою нікуди подітися. Насичені ними води озера — унікальне середовище, яке має бути найнесприятливішим для життя водоймою на Землі. Але, незважаючи на це, життя там все-таки є — принаймні так вважає ряд українських та американських вчених, які досліджували підсумки його буріння. Хоча оцінки дослідників із цих двох країн щодо його життєдіяльності радикально розходяться, всі вони вважають, що знайшли сліди місцевого життя.
На тему того, хто безпосередньо мешкає під льодами між станцією "Схід" та однойменним озером, є дві точки зору. Одна з них — американська, інша — українська. Перша спирається на підсумки менш глибокого буріння, яке США проводили в цьому районі1990-ті роки. Тоді дістати вдалося лише лід над озером - той, що утворився з його вод, що поступово піднімаються вгору і замерзають. За підсумками аналізу його зразків група Скотта Роджерса (Scott Rogers) метагеномним методом знайшла послідовності генів 1623 видів! З них шість відсотків відносилися до досить складних створінь - еукаріотів, істот з виділеним ядром, оточеним стінкою. Щось настільки складне найменше очікували побачити на глибині кілька кілометрів.
Більше того, один із видів бактерій, ймовірно, знайдений таким шляхом, живе тільки в кишечнику риб — він просто не зустрічається окремо від них. Знайдені і послідовності генів, типові для коловраток та молюсків. З цього американська група зробила висновок, що серед мешканців озера Схід можуть бути дуже складні істоти, навіть риби та ракоподібні. За однією з гіпотез, озеро у вигляді відкритого водоймища існувало десятки мільйонів років і лише останні 14–15 мільйонів приховано кригами.
Отже, теоретизують дослідники, місцеві риби та ракоподібні мали багато часу, щоб поступово адаптуватися до підлідних умов. До того ж якщо вони там є, то можуть зробити екстремальні умови Сходу не такими екстремальними. Кисневі організми могли б споживати надлишок кисню, що надходить в озеро разом з льодом. Тоді в глибині озера надлишку цього газу — сильного окислювача, поряд з яким буває нелегко життя, — може й не бути.
українські вчені на чолі із Сергієм Булатом на це відкриття відреагували вкрай холодно. Вони цілком справедливо вказали, що буріння велося з використанням технічних рідин, забруднених звичайними ґрунтовими та іншими бактеріями. Відрізнити зовнішні забруднення від "місцевих жителів" практично неможливо безвикористання "чистого буріння". Вітчизняні дослідники вважають, що в таких умовах говорити про справжнє "східне" життя можна, тільки якщо знайдені генетичні послідовності, зовсім ні на що не схожі.
І фахівцям з Петербурзького інституту ядерної фізики РАН вдалося знайти там ДНК бактерії, яка не збіглася з жодним із відомих видів. Вона настільки чужа їм, що навіть помістити її до якоїсь групи бактерій не вдалося. 14 відсотків її генів не зустрічаються у будь-яких інших відомих видів. Як сказав тоді Сергій Булат, ця ДНК така не схожа ні на що інше, що "якби її знайшли на Марсі, безсумнівно, заявили б, що це життя з Марса. Хоча це земна ДНК".
Однак це саме бактерії, прості, одноклітинні, без "наворотів" та зайвої складності. Генів чогось несподіваного і тим більше складного, але при цьому відмінного від наземних видів, у зразках льоду поки знайти не вдалося. Так що еукаріоти і навіть багатоклітинні на кшталт риб, на думку наших вчених, там поки що скасовуються. Це, можливо, і непогано. Риби, що живуть без світла і надходження поживних речовин згори, повинні бути настільки чужими всьому тому, що ми знаємо, що, по суті, не сильно відрізнялися б від усіляких "зелених чоловічків" із оповідань креативних уфологів.
Питання, чи є у Сході багатоклітинні, цьому зовсім закритий. Нещодавно вчені дізналися, що багатоклітинні — зокрема гриби — якимось загадковим чином можуть виживати глибоко під морським дном. Там тиск навіть вищий, ніж у підлідному озері. Очевидно, гриби якось співживають з бактеріями хемоавтотрофами, що витягують енергію з неорганічної матерії рахунок її окислення. "Горючим" для такого глибинного життя є недостатньо окислені сполуки заліза - наприклад, у складі олівіну.Бактерії "спалюють" його за допомогою кисню та отримують воду.
На мить припустимо, що все може бути саме так. Тоді важливість їхнього відкриття виходить далеко за межі наших знань про земне життя. Справа в тому, що надра Марса, Титану, Енцеладу, Європи, Церери та багатьох інших тіл системи теж мають льодову шапку згори, воду знизу та високий тиск. Вони так схожі на умови Сходу, що сам собою напрошується висновок: якщо складне життя буде знайдено під кригою Антарктиди, то важко виключити її наявність і в інших світах Сонячної системи.
На перший погляд може здатися, що головна проблема антарктичного підлідного життя це холод. Насправді все може бути зовсім негаразд. Так, верхні шари озера охолоджені до мінус трьох за Цельсієм. Якби не було тиску вище 350 атмосфер — і на їхньому місці був би лід, тільки він не дає настільки холодній воді замерзнути. І все ж, швидше за все, нижні шари озера значно екстремальніші в плані температур.
У льоду за сотню-другу метри над озером вдалося знайти Hydrogenophilus thermoluteolus — термофільну бактерію. Хоча вона там досить проста "на вигляд" (гени схожі на інші відомі зразки), списати її на зовнішні забруднення дуже складно. І не тільки тому, що термофільна бактерія в Антарктиді була досить дивним забруднювачем. Найважливіше те, що до льоду над Сходом її виходило знайти лише у гарячих джерелах. На поверхні їй особливо нема чого робити — вона живе, окислюючи водень, що накопичується там, де гаряча вода контактує зі скельними породами.
Такий " забруднювач " майже напевно було потрапити у гас чи фреон, використані при бурінні, з України чи інших частин світу. Виробництва таких субстанцій ніде не розміщують у гарячих джерелах. На цій підставі українські тафранцузькі вчені припускають, що на дні підлідного озера ховаються такі ж джерела, через які крім гарячої води надходить водень, що є основою хемоавтотрофного життя.
Взагалі, Hydrogenophilus thermoluteolus далеко не найбільший екстремал з тих, хто живе поряд із гарячою водою. Такі, як вона, живуть і розвиваються за 40–60 градусів за Цельсієм. Найжорсткіші з них — більш просто влаштовані одноклітинні, археї, які переносять до 122 градусів за Цельсієм. Щоправда, поки що слідів архей у льоду над озером або в пробах з нього знайти не вдалося. Так що якщо на самому дні і спекотно, то не надмірно, не вище за точку кипіння, при якій гинуть бактерії.
Кілька років тому глибоке буріння у води озера почало пригальмовуватись. Щоб потрапити на таку глибину, бур не годиться: вода з льоду, що тане, швидко замерзає. Її витісняють незамерзаючими гасом або фреоном. Але якщо такі рідини — у них може бути чимало бактерій — потраплять у води озера, буде дуже важко зрозуміти, хто зі знайдених під час буріння — абориген, а хто — пришлый. українські дослідники давно дійшли висновку, що на останніх десятках метрів льоду і тим більше в самому озері потрібні принципово інші технології, що унеможливлюють контакт води озера та зовнішніх рідин.
На жаль, це означає, що потрібне нове обладнання для буріння. А його створення — на відміну від попереднього експлуатації — вимагає грошей, хай і далеко не в космічному масштабі. Тож десь із 2015 року подальший хід робіт серйозно пригальмували. "Бурильна" частина персоналу станції складає зараз лише кілька людей, а колись для реалізації цього завдання її персонал доводили до десятків.
Логіку за цим рішенням можна збагнути. Хрущов не міг сказати "погралися і вистачить" - він втратив би обличчя черезконкурентного тиску із боку США. Там був В. Браун з його мріями про Місяць, і відмова від польотів поставила б СРСР незручне становище. На жаль, шкідливі американці не поспішають змагатися з нами у напрямку дослідження найекзотичнішого земного життя. Для цього Штати просто не мають полярної станції прямо над озером. В результаті ситуація може обернутися довгою зупинкою наших власних зусиль у цьому напрямку.
Втім, NASA думає над методами буріння кілометрового льоду на Європі. Можливо там замисляться над випробуваннями мобільного бурильного комплексу над тим же Сходом. Тоді може вийти, що пріоритет у відкритті найекстремальнішого підлідного життя виявиться за кимось.