科学家在南极冰下湖泊首次发现生命

800米深的冰层下隐藏着一个微生物生态系统。资料来源:Alberto Behar

(记者冯唐)经过48小时的曲折旅程,冰川学家约翰·普里斯库刚刚从南极洲回到美国西海岸。即使现在,他仍在与无法忍受的时差做斗争。然而,疲劳并没有掩盖普里斯库的兴奋。

在南极洲进行了数周的密集野外工作后,Priscu研究小组成为第一个在冰雪大陆湖泊深处发现生命的南极探险队。“生命确实隐藏在惠朗斯湖深处。证据表明,冰盖下有一个巨大的湿地生态系统,微生物系统十分活跃。”他说。

该湖的水域面积约为60平方公里,位于南极洲西部罗斯冰架的边缘。为了到达隐藏在冰层下的湖泊,蒙大拿州立大学的冰川学家Priscu和他的同事们不得不钻透800米厚的冰层。

该团队使用环保热水钻井技术来破冰继续挖掘。1月28日,他们终于成功到达目的地。然而,研究人员发现,这个水体的深度只有2米或更深一点,比地震勘测结果显示的10-25米浅得多。但是普里斯库注意到这个湖可能有更深的区域。

普里斯库研究小组将摄像机放在钻孔下方,以确保钻孔的宽度能够让取样设备安全探测并返回。测试证明钻孔宽度是合适的,因此普里斯库和他的同事开始了密集的取样工作。研究人员从湖底收集了大约30升湖水和8种沉积物芯样。

在这些珍贵的样本被取出后,普里斯库和他的同事们迅速进行了现场研究,在显微镜下冰川湖的神秘外观开始慢慢显现。研究发现,惠朗斯湖的水和沉积物中都含有大量的微生物,这些微生物可以在没有阳光的情况下生存。

研究人员的计算结果显示,每毫升湖水含有大约1000种细菌,相当于海洋中丰富微生物种群的1/10。Priscu还提到这些细菌在培养皿中生长良好。

“太好了,这些发现非常重要。”英国布里斯托尔大学的南极研究员Martin Siegert说。西格尔也是英国南极埃尔斯沃思湖探险队的队长,埃尔斯沃思湖是南极洲的另一个冰下湖泊。去年12月,西格尔带领视察队来到这里,但不幸的是,技术上的困难导致他们的视察步履蹒跚。

接下来,科学家将进一步研究美国团队挖掘的冰下生命,以确定其DNA序列和其他自然特征。"基础工作至少需要一个月。"普里斯库说,“当然,我们都渴望立即知道他们是谁,他们的生命周期是怎样的。”

研究人员希望能够理解冰下微生物的生存策略,并找到外星生命可能形式的线索。例如,人们认为木卫二有一个巨大的地下海洋,在这种极端的环境中可能存在类似的生命。

当然,光合作用不能在没有阳光的情况下进行,惠朗斯湖的细菌只能从其他渠道获得能量。它的食物来源可能是有机物,或者类似于金矿和深海温泉附近发现的“能量和营养”物质。细菌也可能依靠化学反应生存,例如南极基岩中的矿物质和溶解在湖水中的二氧化碳的反应。

“我们可以瞥见南极冰层下的世界一角。我确信,我们的结论可以改变人们看待欧洲大陆的方式。”普里斯库说。

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对于南极大陆来说,2012年的冬天是一个繁忙的研究季节——总共有三个独立的研究小组希望从深埋在冰层下的湖泊中带回生物的证据。这三个研究小组各有喜怒哀乐。2012年12月,由于技术问题,试图在冰川下穿过埃尔斯沃思湖的英国南极考察队被迫中止任务。但是今年1月是一个丰收的月份,俄罗斯人最终从东方湖获得了第一个样本。美国研究小组也在28日宣布,他们已经成功地从惠朗斯湖的冰流中提取了第一批沉积物和水样。

20世纪70年代,人们通过机载雷达探测技术预测了南极冰层下湖泊的存在,但直到1996年才发现最大的冰川——兰伯特冰川下的东方湖。到目前为止,已经发现了不少于70个冰下湖泊。这些湖泊可能在保护与大气隔绝了数百万年的原始环境方面发挥独特的作用。

《中国科学日报》(2013年2月19日,第二版国际版)

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