Ледник Тейлора в Антарктиде на первый взгляд выглядит вполне обычно, за исключением одной бросающейся в глаза особенности - кроваво-красные потеки, из-за чего создается впечатление, будто у самого ледника есть постоянно кровоточащая рана. Однако под ледником обнаружены признаки существования скрытого сообщества микроорганизмов.
Даже в экстремальном холоде Антарктиды микроорганизмам удаётся процветать. Те из них, что обитают в «Кровавом водопаде» (Блад-Фолс), были выявлены в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience, в ходе которого учёные обнаружили признаки наличия эукариот. Микробное сообщество в этом месте было запечатано под льдом более миллиона лет, но сохранилось на протяжении всего этого времени. «Эти результаты указывают на существование, а не просто на привнесение микроорганизмов извне», — рассказал старший автор исследования Эндрю Аллен. «Обнаруженные нами молекулярные признаки указывают на локализованное сообщество, сформированное необычной химией и историей Кровавых водопадов. Это дает нам биологическое представление о прошлых связях между океаном, льдом и сушей в Антарктиде».
Австралийский геолог Томас Гриффит Тейлор впервые обнаружил «Кровавый водопад» во время экспедиции в Антарктиду в 1911 году. С момента его открытия учёные задавались вопросом, что придаёт леднику этот насыщенный красный цвет. В конце концов ученые поняли, что странная окраска обусловлена реакцией богатой железом воды с кислородом воздуха, когда вода вытекает из ледника. Исследование 2022 года дало более подробное объяснение этой цветной загадке: было установлено, что образцы воды из Блад-Фолс содержат большое количество крошечных наносфер, богатых железом, которые при окислении окрашивают воду в красный цвет. Хотя на протяжении многих лет внимание привлекало зрелище «Кровавого водопада», в 2009 году исследователи обнаружили там ещё один сюрприз, выявив в воде 17 различных видов микроорганизмов. Оказалось, что эта скрытая экосистема находилась под ледником Тейлора почти 2 миллиона лет.
Новое исследование позволило лучше понять состав микробиологического сообщества «Кровавого водопада»: под ледником обитают не только бактерии, но и сложные эукариоты, такие как диатомовые водоросли, динофлагелляты и ресничные. По мнению исследователей, эти эукариоты свидетельствуют о том, что древняя морская вода, возможно, проникла в "Сухие долины Мак-Мердо" в Антарктиде в более тёплые периоды, а затем оказалась запертой подо льдом. «Сегодня эта среда выглядит почти полностью отрезанной от океана, — отмечает Аллен. "Но когда мы изучили молекулярные сигнатуры организмов, обитающих в красном иле и отложениях вокруг Блад-Фолс, мы обнаружили удивительно сильный морской сигнал. Это говорит о том, что в этом месте, возможно, сохранились следы более древней связи между "Сухими долинами" и морем".
Чтобы получить чёткое представление о том, чем отличается микробиологическое сообщество у водопада Блад-Фоллс, исследователи проанализировали 167 образцов, взятых из ледника Тейлора, из биотопов Сухих долин, из материала, нанесённого ветром, а также с морских контрольных участков в проливе Мак-Мердо. Затем они использовали молекулярное секвенирование и метод анализа РНК, называемый метатранскриптомикой, чтобы идентифицировать организмы и выяснить, является ли это сообщество активным. С помощью этих методов они обнаружили наиболее выраженный морской сигнал в льду, иле и отложениях, окружающих Блад-Фолс, при этом морские диатомовые водоросли составляли от 60 до 80% сообществ в этих образцах. По мнению исследователей, диатомовые водоросли являются ключевыми индикаторами окружающей среды и её прошлого, поскольку различные группы диатомовых водорослей, как правило, обитают в определённых средах обитания. Например, диатомовые водоросли из «Кровавого водопада» не были отнесены к той же группе, что и диатомовые водоросли из проб, взятых в «Сухой долине».
Исследователи отмечают, что микробиологическое сообщество «Кровавого водопада» содержало активные фототрофные эукариоты, то есть организмы, использующие свет в качестве источника энергии. Эти организмы также демонстрировали генетическую активность, связанную с фотосинтезом, реакциями на стресс, восстановлением клеток и выживанием в соленой среде. «Именно эта активность делает открытие особенно захватывающим, — сказал Аллен. — Мы видим не просто генетические остатки. Мы видим свидетельства того, что организмы реагируют на суровую, изменчивую среду — замерзание, оттаивание, солевой стресс, воздействие железа и длительные периоды неподвижности».
Исследователи подчеркивают, что микроорганизмы Блад-Фолс не оставались неизменными с тех пор, как более миллиона лет назад поселились под ледником Тейлора; напротив, на них влияла динамика океан, и время от времени они переносились в полярные пустыни Антарктиды, оставляя после себя свидетельства древних колебаний климата.
