南极复杂的冰洞可能藏有独特的生活

经过:阿曼达洋葱
由于阳光从薄冰闪耀,南极洲的冰山地热洞穴可以变得非常温暖。Chadden Hunter/Nature图片库/Get Timages“width=
由于阳光从薄冰闪耀,南极洲的冰山地热洞穴可以变得非常温暖。Chadden Hunter/Nature图片库/Get Timages

地上,南极显得贫瘠且无菌。但是,藏在温暖的火山冰洞中,多样化的植物和动物生命可能会蓬勃发展。大陆罗斯岛(Ross Island)的埃雷布斯(Mount Erebus)以及附近维多利亚州的三个火山的蒸汽和气体在维多利亚州的三个火山上散发出来,在冰圆顶,塔楼和洞穴系统中刻画了绿洲。

“洞穴被冰覆盖,到处都是冰,但是有些山洞像夏天一样温暖 - 超过20摄氏度[68华氏度],”澳大利亚国立大学的Ceridwen Fraser芬纳环境与社会学院通过电子邮件告诉H兴发首页xowStuffWorks。“在大多数情况下,它很黑,因为没有太多光线通过厚厚的冰,但是在其他地方,冰盖很薄,光线可以过滤。”

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正是在这些洞穴中,弗雷泽的研究小组收集了土壤样品,这些土壤样品产生了数十种动植物物种的DNA。从洞穴中收集的大多数DNA与在非洲大陆的其他地点已经检测到的苔藓,藻类和线虫的物种相匹配。但是弗雷泽说,该团队还确定了生命的遗传学,这可能是火山冰洞的异常环境所独有的。

弗雷泽说:“有些序列没有与在线数据库中的DNA紧密匹配……这让我想知道是否可能有特殊适应洞穴并没有其他地方的物种。”“它为南极生物多样性的一些令人兴奋的发现打开了大门。”

虽然从火山区捕获的DNA并未最终证明这些地点主机活的植物和动物的形式,样品仍然可以诱人地瞥见那里可能生活的生活形式。研究人员的下一步将是在样本中找到直接证据,即生命本身。

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在所有艰难的地方寻找生活

从南极火山地点获取样品并非易事。劳里·康奈尔(Laurie Connell),缅因州大学分子和生物医学科学的研究人员,是一名合着者学习这将团队带到了地热场所。她在电话采访中说,旅程“从您身上夺走了很多。”研究人员到达大陆后,他们被直升机驶向Erebus山。他们至少住了两个晚上,以适应更高的海拔,然后从那里远足或雪地摩擦到冰洞洞中。

康奈尔(Connell)和她的同事在某一时刻被迫骑着暴风雪,并在外面大how叫着,花了四天的时间在帐篷里呆了四天。由于条件如此严峻,他们无法离开帐篷去洗手间(“我们的帐篷里有一个便便桶,”康奈尔说)或拿着食物藏起来。

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康奈尔说:“这是在感恩节上面的,所以我们决定保存剩余的干汤和饼干作为感恩节的日子。”“当我们在感恩节上醒来的'盛宴'并制作汤时,我们意识到我们的热水不再是热的 - 只是温和。这真是可悲。”

一旦研究人员设法到达了火山山的野外车站,远离地热站点的温度就可以减去30华氏度(减去34摄氏度),团队散发到各个地点,并使用绳索和安全带访问了一系列地热特征。特征包括从火山活动中加热但仍暴露的土壤区域;“冰鹰嘴石”是不稳定的冰的圆顶,覆盖了热吸收火山通风口;以及冰塔和洞穴,这些山洞带来了冰冷的黑社会的复杂迷宫。

在火山遗址回收的身份不明的DNA中,科学家可以找到的是节肢动物。这类动物具有外壳和连接的肢体,其中包括一百万个已知物种,从龙虾到cent虫再到微观copepods。

在南极大陆的其他地方发现了节肢动物,其中包括在裸露地面的斑块上0.3%(或者较少的)不覆盖冰的南极。在这些地区,生活不仅必须与极端的寒冷抗衡,而且还必须与极端的干燥相抗衡。即使大陆的大部分地区都覆盖在冰上3英里(5公里)厚的零件,南极的内部区域平均仅获得2英寸(5厘米)的降水- 主要是雪 - 每年。

但是,尽管远离其海岸的恶劣条件,但南极洲仍在科学家现在正在探索的冰中托管巨大的生物群落。

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Erebus山和南极的其他冰冷地点的地热场所可能是极其多样化的生物学人群的所在地。
©2009 Eli Duke/CC BY-SA 2.0

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一个充满生物的沙漠

弗雷泽说:“我们认为南极是一个荒原在这些热情好客的洞穴中,冰和岩石之间的蒸汽挖空了吗?”

在南极洲东部,沃斯托克湖被埋葬在2.3英里(3.7公里)的冰以下,而对于某些人来说还没有靠近露天1500万年。在一项无关研究的湖中取出的样品产生了3,507种可识别物种的遗传序列。2013年研究,以及关于10,000种科学尚不知道。科学家还发现了在咸液水网络中的细菌形式发现在南极洲的McMurdo Dry Valleys,具有醒目的富含铁的流出的血红色瀑布。

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但是,科学家必须注意他们在这些极端南极地点发现的DNA是否代表了真正存在的生命,或者是被运送并仅暂时持续的生物。“生物可以空中运输,尤其是微生物和孢子 - 或通过对衣服,科学齿轮等无意污染。”布拉德利·特博,俄勒冈州健康与科学大学的教授,他还参加了探险队xf187手机版在Erebus山采样。

确实,康奈尔说她的团队知道一个英国团体登顶的Erebus山100多年前,访问了许多他们采集样品的网站。1912年,来自英国探险家罗伯特·法尔康·斯科特(Robert Falcon Scott)团队的六名男子冒险闯入了12,448英尺高的(3,794米高)火山,以收集地质标本并对该地区进行调查。

康奈尔说:“我们发现了灰树的碎片及其设备中可能拥有的其他东西。”“因此,我们的问题之一是,哪些DNA代表了从这些早期探险到南极洲剩下的事情,现在哪个可能代表那里的生活?”

尽管如此,Erebus山的DNA发现可能仅代表其火山冰洞中所容纳的不同生命的一小部分。南极是所在地超过100个火山,每个都可以拥有自己的冰洞和隧道网络。

这项研究的另一位合着者查尔斯·李(Charles Lee)说:“我们还不知道南极火山周围存在多少个洞穴系统,或者这些冰山下环境的相互联系方式。”在声明中。“他们真的很难识别,去和探索。”

南极可能很难去和探索,但是还有更具挑战性的地方。许多科学家认为,在南极洲恶劣的气候中了解生活及其地下周围环境可以为更极端的地方(如火星)提供可能的生活线索。

弗雷泽说:“这项研究以及其他研究表明,火山活动可以在极端条件下促进生命。”“是的,即使裸露的大气条件也是恶劣的,我们也可能会发现生命的其他行星和卫星上的潜力。”

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