עמוק מתחת לקרח האנטארקטי, אגם עתיק שופע צורות חיים שאוכלות סלע. דגימות של החליטה המתקררת מאגם ווילאנס, השוכנת 2600 רגל מתחת לגיליון הקרח המערבי אנטארקטי, מראים שגוף המים הקבור מכיל כמעט 4000 מינים או קבוצות של מיני חיידקים.
תוכן קשור
- אלפי מינים שנמצאו באגם מנותק מהעולם במשך מיליוני שנים
- ווסטוק: מחפש את החיים מתחת לקרחון אנטארקטי
פני האגם נחשפו ככל הנראה לאחרונה בתקופת הפליסטוקן המאוחרת, לפני כמיליון שנה. מאז מימיה לא רואים כמעט אור שמש וטמפרטורות ממוצעות סביב -63 מעלות פרנהייט. התגלית מאשרת רמזים קודמים לכך שהחיים מוצאים דרך לשרוד בסביבות קיצוניות שכאלה, והיא מגדילה את האפשרות שצורת חיים כלשהי יכולה להיות חיה ברגע זה בירחים קפואים ברחבי מערכת השמש, כמו אירופה של ירח צדק.
Lake Whillans הוא אחד ממאות אגמים תת-אזוריים שנמשכים תחת אנטארקטיקה. לוויינים חשפו לראשונה את גוויות המים הנסתרים הללו לפני עשרות שנים. "שאלה יוצאת מהכלל הייתה האם הסביבה שבבסיס יריעת הקרח אכן מתאימה להתמיד בחיים המיקרוביאלים", מסביר ברנט כריסטנר, מיקרוביולוג מאוניברסיטת לואיזיאנה בבאטון רוז '.
כריסטנר הוא חלק מצוות ה- WISSARD (WISSARD) של קידוח המחקר של תת קרקעי הסביבה (Whillans Ice Stream), המפרס מגוון מוסדות ברחבי העולם וכולל צבא של מדענים וסטודנטים. מאז 2009 צוות WISSARD מנסה להבין כיצד נראים החיים מתחת ליבשת הדרומית. מדענים החלו לחשוד שמיקרובים יכולים לחיות על בטנה של קרחון עוד בשנת 1999. דגימות ליבה מהאגם הגדול ביותר באנטארקטיקה, אגם ווסטוק, חשפו עקבות גנטיים של חיידקים שהוקפאו בקצה גיליון הקרח. אבל יש סיכוי שהצוררים האלה נובעים מנוזל קידוח מזוהם, והאם הם מהווים חלק ממערכת אקולוגית חיה ונושמת, עדיין עומדת לדיון. (שים לב לטענות יוצאות דופן שהאגם עשוי להכיל דגים.)
כמה דברים הפכו את לייק ווילאנס לאתר מועמד טוב למציאת חיים תת-סגליים. הוא שוכן רק כחצי קילומטר מתחת לפני השטח, בהשוואה לעומק של שני קילומטרים של אגם ווסטוק. האגם מתנקז גם לים רוס, כך שבסופו של דבר כל מזהמים פוטנציאליים יישטפו, והותירו את האגם בתולי יחסית לאחר הקידוח. שלא לדבר על האגם נמצא רק 600 מייל מתחנת המחקר הקרובה ביותר, כלומר הצוות יכול לנסוע לאתר ולא לעוף.
בשנת 2013 יצא צוות WISSARD למסע הכביש האנטארקטי האולטימטיבי. במקום השתמשו במערכת קידוח מיוחדת במים חמים כדי לחפור בקרח. כאשר המקדח עשה את דרכו למטה, הוא נמס, סונן, רתח, קרח פיסטור וטיפול באולטרה-סגול ואז השתמש בו כנוזל קידוח סטרילי. "זה יהיה כמו מים בדרגת תרופות, " אומר כריסטנר.
אתר הקייטנה של קבוצת WISSARD באנטארקטיקה. (ריד שרר / אוניברסיטת צפון אילינוי) 
מכשיר הקידוח שימש להשגת דגימות מים ומשקעים מאגם Whillans התת-אזוריים. (ברנט כריסטנר) 
חבר צוות WISSARD מסתכל על חור הקידוח באתר קידוח האגם. (ריד שרר) 
דגימת משקעים ממיטת אגם וילנס. (ריד שרר / אוניברסיטת צפון אילינוי) 
מושבות חיידקים שעובדו מדגימות מים מאגם ווילאנס. (ברנט כריסטנר) 
תמונת מיקרוסקופ אלקטרונית מציגה תא מיקרוביאלי עם חלקיק משקע משויך מאגם וילנס. (טריסטה ויק-מג'ורס) 
אתר התרגיל של צוות WISSARD מעל אגם ווילאנס התת-אזוריים באנטארקטיקה. (ברנט כריסטנר) 
באדיבות חללית גלילאו של נאס"א, נוף למשטח הקרח של ירח יופיטר, אירופה, שעשוי להכיל אוקינוס חשוך וקפוא מתחת. כל מערכת אקולוגית כלשהי שתחיה בימי אירופה עשויה להידמות לסביבה הקיצונית של אגם ווילאנס. (מכון SETI של נאס"א / JPL-Caltech / SETI) ברגע שהגיעו לאגם הם דגמו מים וגם משקעים מקרקעית האגם. במעבדת שדה הם הצליחו לעבד פרופיל גנטי וכימי של סביבת האגם ותושביה. כדי להבין כמה מינים עשויים לחיות באגם ווילאנס, החוקרים השלימו את הגן שקודד חלבון ריבוזום, אחד המבנים הביולוגיים העתיקים והשמורים ביותר בכדור הארץ. על פי מידת השונות ברצף גנים ריבוזומים זה, הם מעריכים כי המים מכילים 3, 931 מינים או קבוצות מינים, כך מדווח הצוות היום בכתב העת Nature . חלקם ככל הנראה חדשים במדע, אך רק ניתוח גנטי נוסף יספר בוודאות.
לאחר מכן הצוות האכיל אורגניזמים שבודדו ממי האגם חומרים מזינים שונים במעבדה כדי לבדוק אילו סוגים של חרקים היו פעילים במערכת אקולוגית זו. באגם לפני השטח תוכלו למצוא הרבה חיידקים המשתמשים באנרגיה מאור השמש כדי להפוך את הפחמן הדו-חמצני לתרכובות אורגניות מורכבות יותר, כמו סוכרים, ומשתמשים בהן לאנרגיה. זה פוטוסינתזה בסיסית. במעמקים האפלים של אגם ווילאנס, מצא הצוות חיידקים שבמקום זאת משתמשים בחומרים מזינים כימיים במים כדי לתקן את הפחמן שלהם. מרבית החיידקים באנטארקטיקה משיגים את האנרגיה שלהם מהסבת אמוניום לצורות אחרות של חנקן, בעוד שאחרים משיגים את האנרגיה שלהם מתרכובות ברזל וגופרידית. כל החומרים המזינים הללו נמצאו בדגימות האגם.
כאן נכנס לאכילת הסלעים. ברזל וגופרית עלולים להיכנס למים מסלעים המונחים כאשר הקרח הקרחוני מתחכך בסלע היבשת. "במובן מסוים המיקרובים 'אוכלים סלע' - למרות שבפועל הם נצמדים לחלקיקי המינרלים ועוזרים להם להתמוסס", כותבת מרטין טרנטר, גלדיולוגית באוניברסיטת בריסטול, במאמר לוויה של הטבע . האמוניום מיוצר ככל הנראה על ידי חיידקים שאוכלים חיידקים מתים באגם.
יש עדיין שורה של שאלות שלא נענו על תושבי אגם ווילאנס וכיצד הם תורמים למערכת האקולוגית של האוקיאנוס הדרומי. חקירה נוספת עשויה לחשוף את תפקידם של היצורים התת-סיביים הללו במחזורים כימיים וביולוגיים גדולים יותר על כדור הארץ. בינתיים, חוקרים אחרים נרגשים מההשלכות על אוקיינוסים מחוץ לכדור הארץ.
"העובדה שהריכוז והמגוון של החיים שמתגלים באגם תת-סיבתי זה קיים פירושו שיש סימן טוב מאוד לקיומם של החיים באירופה, גם אם הפרטים שונים זה מזה", אומרת סינתיה פיליפס, גיאולוגית פלנטרית במכון SETI בקליפורניה. אגם ווילאנס אינו תאום זהה לאוקיאנוסים הקפואים שחשבו להתקיים מתחת לקרום הקפוא של ירח צדק. פני השטח של אירופה הם ככל הנראה בעובי של יותר משמישה מיילים, והאוקיאנוסים שלה משתרעים על פני 31 מיילים. אנו עדיין לא יודעים אם האוקיינוסים של אירופה מגיעים עם שכבה שימושי ועשירה מזין של משקעים ימיים. אבל המערכת האקולוגית של לייק ווילאנס היא עדיין הדבר הקרוב ביותר שראינו למיקרובים הזרים שעשויים לשחות באוקיינוסים רחוק, רחוק.
