Чи є життя в озері Схід

У листопаді в Антарктиду на пошуки життя в підлідній озері Схід відправляється нова російська експедиція. Головне завдання - добути чисту озерну воду і відповісти на питання: чи дійсно там є невідома нам життя. Вчені вже виявили мікроорганізм, не схожий ні на який інший в світі.

Про незрозумілу бактерію з антарктичного озера розповідає Сергій Булат. Він завідує лабораторією кріоастробіологіі Петербурзького інституту ядерної фізики ім. Б. П. Константинова (ПІЯФ). А розповідає він про нашу, земну бактерію не де-небудь, а в Інституті космічних досліджень РАН, на семінарі Днів космічної науки. Де астробіологія - і де озеро Схід? У чому зв'язок?

Підрозділ з таким красивим назвою створили в ПІЯФ навесні 2014 року. У нього дві мети: невідома ( «неземна») життя в озері Схід і молекули життя (азотисті основи, амінокислоти та ін.) В частинках космічного пилу і комет, зібраних в Антарктиді.

Пошуками життя поза Землею люди займаються вже давно і готові витрачати на це мільярди усіляких грошей. Успіхів поки небагато. Найголовніше досягнення - виявлення американським марсоходом «К'юріосіті» в грудні 2012 року органічних речовин і водяної пари (яке життя без води!) В зразках марсіанського грунту. Правда, тут постають два питання: чи не занесені ці самі органічні речовини на Марс з Землі (разом із земними інструментами) і не загинули чи живі форми, які, можливо, перебували в пробах грунту, в ході аналізу?

Щоб відповісти на ці питання, і потрібна вода з озера Схід. У цій точці сходяться астробіологи і мікробіологи земні.

Абсолютний мінімум температури на планеті зафіксовано 21 липня 1983 року поблизу станції «Схід». Ще більш лютий холод, -91,2 ° C, визначили по супутниковим вимірами на японській станції «Купол Фудзі». Але цей рекорд не прзнаніе через спосіб вимірювання з великою похибкою.

Озеро відокремлене від зовнішнього світу чотирикілометровою товщею льоду протягом мільйонів років. Температура води в ньому мінус 2,65 градуса Цельсія, тиск - 400 атмосфер. І планетологи стверджують, що життя там можлива. Подібні озера можуть існувати і під льодовими полярними шапками Марса, і на супутниках Юпітера - Європі і Енцеладі. Тобто досліджувати проби води з Сходу - значить одночасно і відпрацювати технологію пошуку життя на чужих планетах, і, ймовірно, знайти інше життя у себе на Землі.

Реліктовий водойму завдяки щасливому випадку знаходиться якраз під однойменною російською полярною станцією. Середня річна температура тут мінус 55 градусів, а взимку доходить до мінус 89 градусів. Щороку з серпня по листопад утворюється величезна озонова діра, через яку до поверхні Антарктиди надходять згубні космічні промені. До цього набору місцевих умов варто додати висоту 3,5 кілометра над рівнем моря. Так що життя поблизу станції «Схід» немає.

- Сюди не залітають навіть птахи! - каже Сергій Булат.

Щоб дістатися до стародавнього озера, російські дослідники з Арктичного і Антарктичного науково-дослідного інституту пробурили свердловину в льодовому щіте.Работа йшла багато років з перервами, поки 5 лютого 2012 року бур не проникнув в озеро.

Ось цей-то момент проникнення міг стати моментом істини, але поки не став. Наші інженери придумали, як зробити так, щоб в невинно чисте озеро не потрапило нічого з зовнішнього світу: вони зіграли на різниці тисків, так що озерна вода піднялася по свердловині аж на 600 метрів, витісняючи більш легку бурову рідину нагору і не дозволивши їй тим самим потрапити в озеро. Але фахівці не змогли попередити змішування піднялася по свердловині води з цієї самої бурової рідиною, в основному складається з гасу. Так що вивчати довелося вміст крижаного керна, що утворився з керосино-водяної суміші.

Щоб дістатися до поверхні озера, довелося пробурити 3769, 3 метра льоду.

Тоді вчені взяли на аналіз озерну воду, намерзлий на буровій колоні зовні. Обробку матеріалу спочатку організували у Франції, в Лабораторії гляціології і геофізики навколишнього середовища - в спеціальних чистих кімнатах, наскільки можливо позбавлених пилу, адже пил містить ДНК у величезних кількостях. Потім провели генетичні дослідження в двох незалежних російських лабораторіях: в ПІЯФ і ОІЯД (Дубна). Тоді і знайшли бактерію невідомого виду, не схожу ні на що існуюче в природі.

Спочатку підрахували містяться в отриманих зразках клітини, їх виявилося 167 штук в одному мілілітрі - зовсім небагато.

- В океані їх зміст - мільйон на мілілітр, - говорить Сергій Булат. - Було в пробах трохи зразків ДНК. Ми їх ампліфікували, клонували, секвенували і знайшли десятки видів бактерій, але всі вони були з нашої бібліотеки забруднювачів, за винятком невідомого виду W 123-10.

Вчені порівняли виявлений вид з видами, що містяться в світовій базі даних мікроорганізмів, але не знайшли схожості ні з одним з них більш ніж на 90%. А це обов'язкова умова для того, щоб віднести організм до того чи іншого виду.

- Тут схожість було менше 86%, - зазначає завідувач лабораторією. - Ми побудували дерево спорідненості з відомими великими видами - до жодного з них філогенетично наш мікроорганізм не підходить.

Контури озера Схід, отримані за допомогою гравітаційних вимірювань

- Є підстави вважати, що невідоме життя у верхніх шарах озера Схід існує, але ми це не довели. Необхідно зібрати чисту воду без гасу, - говорить Сергій Булат.Ісследованіе, проведене через рік на зразках «керосино-водяного» крижаного керна, не дало вченим нічого - жодного невідомого організму виявлено не було.

Нове проникнення в озеро намічено на січень 2015 року. До його поверхні буровикам треба буде пройти 45 метрів, на це піде два тижні. Дослідники хочуть дістатися до нижніх шарів води і за допомогою підводного апарату взяти там проби. Заодно належить виміряти вміст в озерній воді кисню. Адже за розрахунками, виробленим на підставі непрямих даних (по «миттєвої» швидкості корозії бура і бурхливому газовиділення), цього газу там занадто багато, для того щоб могла існувати життя, - 800 міліграмів на літр, у той час як навіть в лабораторних (читай : тепличних) умовах бактерії виживають лише при вмісті кисню менше 70 міліграмів на літр.

Нову порцію води з озера Схід планують доставити в лабораторії в травні майбутнього року.

Опубліковано в журналі "Кот Шредінгера" №2 (02) грудень 2014 р

Підписатися на «Кота Шредінгера»