Антарктида — микробный континент. 99 % ее площади покрыто льдом, и всего лишь меньше 1 % — это области, свободные от ледника. Именно в этих областях обитает большинство представителей растительного и животного мира. Ниже - факты о микроорганизмах, способных выносить экстремальные климатические условия…
Распространенно мнение, что в Антарктиде в основном живут пингвины. На самом деле пингвины живут на самом крае ледника, вглубь не дальше чем примерно 100 км от моря. Вместе с ними в прибрежных частях можно встретить птиц и два вида высших растений. И то высшие растения можно встретить только на Антарктическом полуострове, там, где климат самый мягкий.
Все остальное пространство Антарктиды заселяют микроорганизмы, ведь только они способны выносить экстремальные климатические условия. Антарктида — полюс холода на территории Земли. Температура в -89 °С была зарегистрирована в районе советской станции «Восток».
В некоторые периоды истории Земли ледники покрывали гораздо большие территории, чем сейчас. Когда ледники полярных областей доходят до широты примерно 30°, их отражающая способность становится настолько большой, что они начинают отражать очень много солнечной энергии в космос, и Земля понемногу охлаждается. В итоге ледник расширяется и теоретически может покрыть полностью всю поверхность Земли, существует даже теория «Земля-снежок» (snowball Earth).
Согласно этой теории Земля периодически проходила стадии таких оледенений. Полных доказательств этой теории нет, но тем не менее есть достаточно авторитетные и надежные палеонтологические данные, показывающие, что в какие-то моменты ледники добирались до 5-10° широты. Экватор — это нулевой градус. 5-10° — это широта Бразилии, Кении, Индонезии, Таиланда. Вы можете оценить, насколько сильно может изменяться климат Земли.
Если ледник был очень большим, то где могла сохраниться жизнь? Скорее всего, были отдельные места, где жизнь могла переживать суровые условия и распространяться по поверхности Земли снова. Исследуя Антарктиду, мы можем понять, какие это могут быть места. Ледниковых эпох в истории Земли было достаточно много и в Архее, и в Протерозое. Причем чем ближе к нашему времени, тем больше становится ледниковых эпох. Это показывает, что на самом деле Земля потихоньку остывает. Есть очень серьезное мнение, что мы движемся не в сторону глобального потепления, а глобального похолодания.
Сейчас самые интересные события в изучении микробов в Антарктиде — это исследования подледного озера Восток. Оно находится подо льдом на глубине около 3,5 км. Его изучение потребовало гигантской работы по бурению льда в тяжелейших условиях, -80 °С зимой, а летом примерно -40 °С. Это настоящий триумф советской науки, которого мы наконец сейчас дождались.
Озеро было открыто Андреем Капицей, знаменитейшим географом, который на кончике пера предположил, что под ледником должны быть условия, где лед тает и может существовать жидкая вода, а затем, с помощью сейсмо- и радиоразведки, обнаружил огромное озеро подо льдом.
Когда в СССР решили бурить лед над озером, то было получено огромное количество информации об изменении климатических условий на Земле за последние несколько сотен тысяч лет.
Другое важное открытие было сделано сотрудником Института микробиологии РАН Сабитом Абызовым. Он обнаружил живые микроорганизмы возрастом несколько тысяч лет в кернах льда. Абызов совершил экспедиции на станцию «Восток», стерильным образом отобрал из полученного керна кусочки льда, растопил их и посеял на различные питательные среды. Он показал, что, несмотря на то что микроорганизмы были заморожены в течение долгих лет, они могут оживать.
Первые микроорганизмы в ледовых кернах на станции «Восток» стали попадаться еще в 70-е. Ученые определяли возраст этих слоев примерно в 150 тысяч лет, и тем удивительнее было, когда некоторые найденные бактерии подали признаки жизни.
В 2012 году наши полярники смогли добраться до озера на глубине больше 3700 метров и получить оттуда образцы. Сергей Булат из Петербургского института ядерной физики начал их исследование с помощью молекулярно-биологических методов. Надеюсь, что нашим ученым, в том числе и из Института микробиологии РАН, удастся выделить живые микроорганизмы из озера и изучить, как они смогли провести подо льдом огромное количество времени.
Необходимо отметить, что когда зарубежные ученые поняли, что СССР и Россия все-таки достигнут озера Восток, то они резко активизировали свои программы в Антарктике. Идут исследования множества озер в различных местах. Однако с 60-х годов лидерство остается за отечественными исследователями.
На большей части территории Антарктики температура воздуха всегда отрицательная. Тогда как есть правило, что активная жизнь должна существовать там, где существует вода в жидком виде. Каким образом решается парадокс низкой температуры и существования воды в жидком виде? Один из способов — это существование микрониш с положительной температурой.