Siri za Ulimwengu za Ziwa Vostok huko Antarctica

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Urusi kwa kweli ilisimamisha uchimbaji mpya wa Ziwa la Antaktika la Vostok, na wakati huo huo ilipokaribia kugundua maisha ya ndani.

Sote tunajua kwamba baada ya kuchimba visima kwenye kina kirefu cha Ziwa Vostok huko Antarctica, tulipata athari za bakteria isiyo ya kawaida sana. Wanasayansi wa kigeni wanaamini kwamba kuna viumbe vingi vya kigeni vya multicellular katika ziwa. Wenzao wa nyumbani wanakataa maoni haya, lakini pia wanaamini kwamba kuendelea kwa utafiti wake kungeleta mambo mengi mapya - na ingewezesha kuelewa jinsi maisha yanaweza kuonekana katika ulimwengu mwingine wa mfumo wa jua. Hii haitatokea katika siku za usoni: kazi kuu huko Vostok, kwa bahati mbaya, ilisimamishwa. Ikiwa mtu atafanya uvumbuzi kama huo katika ziwa, basi inaweza kuwa sifa ya watafiti wa kigeni - na itatokea hivi karibuni.

Ziwa Vostok ni hifadhi kubwa ya kilomita za ujazo 6,000, ambayo ni mara nyingi zaidi kuliko Ladoga. Kwa kuongezea, Mashariki ni ya barafu, kwa kina cha karibu kilomita nne, ndiyo sababu shinikizo huko ni hadi angahewa 400, na oksijeni na nitrojeni hazina mahali pa kwenda nje ya kuwasiliana na anga. Maji ya ziwa yaliyojaa nao ni mazingira ya kipekee, ambayo yanapaswa kuwa hifadhi isiyofaa zaidi kwa maisha duniani. Lakini, licha ya hili, bado kuna maisha huko - angalau, hii ni maoni ya idadi ya wanasayansi wa Kirusi na Marekani ambao wamejifunza matokeo ya kuchimba visima. Ingawa makadirio ya watafiti kutoka nchi hizi mbili juu ya ukaaji wake yanatofautiana kwa kiasi kikubwa, wote wanaamini kwamba wamepata athari za maisha ya wenyeji.

Mnamo Aprili 2017, PREMIERE ya filamu "Ziwa Vostok. Ridge of Madness" ilifanyika, ambayo ilielezea kuhusu hali ngumu sana ambayo wachunguzi wa polar wa Kirusi na wanasayansi walipata matokeo muhimu sana katika utafutaji wa maisha chini ya kilomita kadhaa za barafu la Antarctic. Filamu bado inakusanya tuzo za kimataifa, lakini historia inaunganishwa nayo na muhimu zaidi kuliko tuzo zozote. Anaibua mada ya kusimamishwa kwa uchimbaji wa kina kirefu kwenye Ziwa Vostok na vikosi vya kituo cha polar cha jina moja. Ukosefu wa fedha umezuia hatua kubwa kufanywa huko tangu 2015. Na sasa kuna watu wachache mara kadhaa kwenye kituo kuliko waliokuwa kwenye kilele cha kazi. Kutokana na hili, hakuna matumaini yoyote ya ugunduzi mkubwa wa maisha ya ndani chini ya barafu. Ni wakati wa kuangalia historia ya kuchimba visima, kuelewa kile kilichopatikana huko na nini - shukrani kwa "kufungia" kwa sasa ya kazi - haitapatikana.

Kuna maoni mawili juu ya nani hasa anaishi chini ya barafu kati ya kituo cha Vostok na ziwa la jina moja. Mmoja wao ni Mmarekani, mwingine ni Kirusi. Ya kwanza inatokana na matokeo ya uchimbaji wa chini kabisa ambao Merika ilifanya katika eneo hilo miaka ya 1990. Kisha walifanikiwa kupata barafu tu juu ya ziwa - ile iliyotengenezwa kutoka kwa maji yake, ikiinuka polepole na kuganda. Kulingana na matokeo ya kuchanganua sampuli zake, mbinu ya metagenomic ya kundi la Scott Rogers ilipata huko mifuatano ya jeni ya spishi 1,623! Asilimia sita kati yao walikuwa wa viumbe tata - yukariyoti, viumbe vilivyo na kiini kilichotengwa kilichozungukwa na ukuta. Kitu ngumu sana kilikuwa kisichotarajiwa kuonekana kwa kina cha kilomita kadhaa.

Aidha, moja ya aina ya bakteria, labda kupatikana kwa njia hii, huishi tu ndani ya matumbo ya samaki - haitokei tofauti nao. Mfuatano wa jeni mfano wa rotifers na moluska pia ulipatikana. Kutoka kwa hili, kikundi cha Amerika kilihitimisha kuwa kati ya wenyeji wa Ziwa Vostok kunaweza kuwa na viumbe ngumu sana, hata samaki na crustaceans. Kulingana na nadharia moja, ziwa katika mfumo wa hifadhi ya wazi limekuwepo kwa makumi ya mamilioni ya miaka na tu milioni 14-15 ya mwisho imefichwa na barafu.

Hii inamaanisha, watafiti wananadharia, kwamba samaki wa ndani na crustaceans walikuwa na muda mwingi wa kukabiliana na hali ya barafu. Kwa kuongeza, ikiwa wapo, wanaweza kufanya hali mbaya ya Mashariki kuwa chini sana. Viumbe vinavyopumua oksijeni vinaweza kutumia oksijeni ya ziada inayoingia ziwa pamoja na barafu. Kisha, katika kina cha ziwa, kunaweza kuwa hakuna ziada ya gesi hii - kioksidishaji chenye nguvu, karibu na ambayo maisha si rahisi - kunaweza kuwa hakuna.

Wanasayansi wa Urusi, wakiongozwa na Sergei Bulat, walijibu kwa baridi sana kwa ugunduzi huu. Walisema kwa usahihi kwamba uchimbaji huo ulifanyika kwa kutumia maji ya kiufundi yaliyochafuliwa na udongo wa kawaida na bakteria wengine. Haiwezekani kutofautisha uchafuzi wa nje kutoka kwa "wakazi wa ndani" bila kutumia "uchimbaji safi". Watafiti wa ndani wanaamini kwamba katika hali hiyo inawezekana kuzungumza juu ya maisha halisi ya "Mashariki" tu ikiwa mlolongo wa maumbile hupatikana ambayo ni tofauti kabisa na chochote.

Na wataalamu kutoka Taasisi ya St. Petersburg ya Fizikia ya Nyuklia ya Chuo cha Sayansi cha Kirusi waliweza kupata huko DNA ya bakteria, ambayo haikupatana na aina yoyote inayojulikana. Ni mgeni kwao kwamba haikuwezekana hata kuiweka katika kundi fulani la bakteria. Asilimia 14 ya jeni zake hazipatikani katika aina nyingine yoyote inayojulikana. Kama Sergei Bulat alisema wakati huo, DNA hii ni tofauti sana na kitu kingine chochote kwamba "ikiwa ingepatikana kwenye Mirihi, bila shaka wangetangaza kwamba huu ni uhai kutoka kwa Mars. Ingawa ni DNA ya duniani."

Hata hivyo, hizi ni bakteria, rahisi, unicellular, bila "kengele na filimbi" na utata usiohitajika. Jeni za kitu kisichotarajiwa na ngumu zaidi, lakini wakati huo huo tofauti na spishi za ardhini, bado hazijapatikana katika sampuli za barafu. Kwa hivyo eukaryotes na hata zile za seli nyingi kama samaki, kwa maoni ya wanasayansi wetu, bado zimefutwa huko. Hii inaweza isiwe mbaya. Samaki, wanaoishi bila mwanga na ugavi wa virutubisho kutoka juu, wanapaswa kuwa mgeni kwa kila kitu ambacho tunajua kwamba, kwa kweli, hawatakuwa tofauti sana na "wanaume wa kijani" kutoka kwa hadithi za ufologists wa ubunifu.

Swali la ikiwa kuna viumbe vingi katika Mashariki halijafungwa kabisa juu ya hili. Hivi majuzi, wanasayansi wamejifunza kuwa viumbe vyenye seli nyingi - uyoga haswa - wanaweza kuishi kwa kushangaza chini ya bahari. Shinikizo huko ni kubwa zaidi kuliko ziwa la chini ya barafu. Inavyoonekana, kuvu huishi kwa njia fulani na bakteria ya chemoautotroph, ambayo hutoa nishati kutoka kwa mabaki ya isokaboni kwa sababu ya uoksidishaji wake. Misombo ya chuma isiyo na oksidi ya kutosha, kwa mfano, katika muundo wa olivine, hutumika kama "mafuta" kwa maisha ya kina kama haya. Bakteria "huchoma" na oksijeni na kupata maji.

Na mwisho wa Aprili 2017, ilijulikana kuwa fungi nyingi za aina iliyoelezwa zinaweza kuwepo chini ya bahari kwa miaka bilioni 2.4. Kwa kuongezea, ziliibuka hata kabla ya kueneza kwa anga na oksijeni. Hiyo ni, kinyume na maoni ya awali, maisha ya multicellular na magumu hauhitaji anga ya oksijeni au hali nzuri juu ya uso wa sayari. Ikiwa ndivyo ilivyokuwa mabilioni ya miaka iliyopita, inaweza kuwa hata leo katika ziwa la chini ya barafu kuna viumbe ngumu zaidi kuliko bakteria - na mengi zaidi.

Hebu tuchukulie kwa sekunde moja kwamba mambo yanaweza kuwa hivyo. Kisha umuhimu wa ugunduzi wao huenda mbali zaidi ya ujuzi wetu wa maisha ya duniani. Ukweli ni kwamba matumbo ya Mars, Titan, Enceladus, Europa, Ceres na miili mingine mingi ya mfumo pia ina kofia ya barafu juu, maji chini na shinikizo la juu. Wao ni sawa na hali ya Mashariki kwamba hitimisho linajionyesha yenyewe: ikiwa maisha magumu yanapatikana chini ya barafu ya Antarctica, basi ni vigumu kuwatenga uwepo wake katika ulimwengu mwingine wa mfumo wa jua.

Kwa mtazamo wa kwanza, inaweza kuonekana kuwa shida kuu ya maisha ya barafu ya Antarctic ni baridi. Kwa kweli, hii inaweza isiwe hivyo kabisa. Ndio, tabaka za juu za ziwa zimepozwa hadi digrii tatu za Selsiasi. Ikiwa hakukuwa na shinikizo juu ya angahewa 350, kungekuwa na barafu mahali pao, tu hairuhusu maji baridi kama hayo kufungia. Na bado, uwezekano mkubwa, tabaka za chini za ziwa ni kali zaidi kwa hali ya joto.

Katika barafu mita mia moja au mbili juu ya ziwa, tuliweza kupata Hydrogenophilus thermoluteolus, bakteria thermophilic. Ingawa ni kawaida sana huko "kwa mwonekano" (jeni ni sawa na sampuli zingine zinazojulikana), ni ngumu sana kuihusisha na uchafuzi wa nje. Na sio tu kwa sababu bakteria ya thermophilic huko Antaktika inaweza kuwa uchafuzi wa kushangaza. Muhimu zaidi, kabla ya barafu juu ya Mashariki, inaweza kupatikana tu katika chemchemi za moto. Juu ya uso, hana chochote cha kufanya - anaishi kwa kuongeza oksidi ya hidrojeni ambayo hujilimbikiza mahali ambapo maji ya moto hugusa miamba.

"Uchafuzi" kama huo karibu haukuweza kuingia kwenye mafuta ya taa au freon iliyotumiwa kuchimba visima kutoka Urusi au sehemu zingine za ulimwengu. Uzalishaji wa vitu vile haupo mahali popote kwenye chemchemi za moto. Kwa msingi huu, wanasayansi wa Kirusi na Kifaransa wanapendekeza kwamba vyanzo sawa vimefichwa chini ya ziwa la subglacial, ambalo, pamoja na maji ya moto, mtiririko wa hidrojeni, ambayo hutumika kama msingi wa maisha ya chemoautotrophic.

Kwa ujumla, Hydrogenophilus thermoluteolus ni mbali na uliokithiri zaidi kati ya wale wanaoishi karibu na maji ya moto. Watu kama yeye huishi na kukua kwa nyuzi joto 40-60. "Imara" zaidi kati yao ni viumbe vilivyopangwa zaidi vya unicellular, archaea, ambayo hubeba hadi digrii 122 Celsius. Walakini, hadi sasa, hakuna athari za archaea kwenye barafu juu ya ziwa au sampuli kutoka kwake zimepatikana. Kwa hivyo ikiwa ni moto chini kabisa, basi sio kupita kiasi, sio juu ya kiwango cha kuchemsha ambacho bakteria hufa.

Miaka kadhaa iliyopita, uchimbaji wa kina ndani ya maji ya ziwa ulianza kupungua. Ili kupata kina kama hicho, kuchimba visima haifai: kuyeyuka kwa maji kutoka kwa barafu hufungia haraka. Inabadilishwa na mafuta ya taa yasiyo ya kuganda au freon. Lakini ikiwa maji kama hayo - kunaweza kuwa na bakteria nyingi ndani yao - huingia ndani ya maji ya ziwa, itakuwa ngumu sana kuelewa ni yupi kati ya wale wanaopatikana wakati wa kuchimba visima ni wa asili na ambaye ni mgeni. Watafiti wa Kirusi kwa muda mrefu wamefikia hitimisho kwamba kwenye makumi ya mita za mwisho za barafu, na hata zaidi katika ziwa lenyewe, teknolojia tofauti za kimsingi zinahitajika ambazo hazijumuishi mawasiliano kati ya maji ya ziwa na maji ya nje.

Ole, hii ina maana kwamba vifaa vipya vya kuchimba visima vinahitajika. Na uumbaji wake - tofauti na unyonyaji wa uliopita - unahitaji pesa, ingawa sio kwa kiwango cha cosmic. Kwa hivyo mahali pengine mnamo 2015, maendeleo zaidi ya kazi yalipunguzwa sana. Sehemu ya "boring" ya wafanyikazi wa kituo hicho sasa ni watu wachache tu, na mara moja kwa utekelezaji wa kazi hii, wafanyikazi wake waliletwa kwa kadhaa.

Kilichotokea kinawezekana kana kwamba, baada ya Oktoba 1957, Khrushchev ghafla alisema kuwa ilikuwa ghali kuzindua satelaiti, na haikutoa ufadhili kwa safari zingine zote za anga. Wanasayansi wa Urusi wamepata mgombea bora kwa maisha yasiyo ya kawaida kwa ziwa la chini ya barafu lililoko kwa kina cha kilomita. Ziwa hili, kama wengi wanavyoamini, limeunganishwa na njia za chini ya ardhi na maziwa mengine ya ndani - na kuna kadhaa yao huko Antarctica, Vostok ndio kubwa zaidi. Na ghafla, badala ya kuendelea kufanya kazi, kutafuta bakteria mpya au hata viumbe vingi vya seli, tunaacha ghafla mapambano sisi wenyewe.

Mantiki nyuma ya uamuzi huu inaeleweka. Khrushchev hakuweza kusema "cheza karibu na inatosha" - angepoteza uso kwa sababu ya shinikizo la ushindani kutoka Merika. W. Brown alikuwapo na ndoto zake za mwezi, na kukataa kuruka kungeweka USSR katika hali isiyofaa. Kwa bahati mbaya, Wamarekani wakorofi hawana haraka ya kushindana nasi katika mwelekeo wa kuchunguza maisha ya kidunia ya kigeni. Kwa hili, Mataifa hayana tu kituo cha polar juu ya ziwa. Kama matokeo, hali inaweza kugeuka kuwa kizuizi cha muda mrefu katika juhudi zetu wenyewe katika mwelekeo huu.

Walakini, NASA inafikiria tu juu ya njia za kuchimba barafu ya kilomita huko Uropa. Labda watafikiria juu ya kujaribu eneo la kuchimba visima vya rununu katika Mashariki sawa. Kisha inaweza kugeuka kuwa kipaumbele katika ugunduzi wa maisha uliokithiri zaidi chini ya barafu itakuwa na mtu mwingine.