6 februari 2013
Wetenschappers denken dat ze voor het eerst vormen van leven hebben ontdekt in een meer onder het ijs van Antarctica. Afgelopen week vond een team microben in een meer dat onder een 800 meter dikke laag ijs ligt verborgen en hebben ze monsters van de microben genomen. De ontdekking kan onder meer licht werpen op de omstandigheden die heersen onder de ijskorsten van de manen rond Jupiter en Saturnus. De pas ontdekte levensvormen vertonen weinig verwantschap met het leven aan de oppervlakte van de aarde, en veel van de microben lijken te overleven door ‘stenen te eten’, zei teamlid Brent Christner in een interview vanuit het Amerikaanse McMurdo Station. Dat gedrag kan verklaren hoe organismen op andere hemellichamen – zoals de manen rond Jupiter en Saturnus – kunnen overleven ondanks de afwezigheid van beschikbare koolstof. "De omstandigheden waaronder de organismen in Lake Whillans moeten leven, lijken sterk op omstandigheden die volgens ons op die verijsde manen heersen", zei Christner. "Wat we hebben gevonden, vertelt ons veel over extreme levensvormen op aarde", en over het overleven van soortgelijke, buitenaardse levensvormen.
Een leven in het ijs
Het vijftig man tellende Amerikaanse team wist op 28 januari tot in het subglaciale meer (met een oppervlakte van 50 vierkante kilometer) door te dringen en had twee dagen de tijd om monsters te nemen, voordat het boorgat weer begon dicht te vriezen. De wetenschappers keren nu van hun vierdaagse expeditie terug met een lading meerwater, slib van de bodem en honderden schaaltjes met levende organismen, die in de VS zullen worden gecultiveerd en nauwgezet zullen worden bestudeerd.
Als eerste zullen ze moeten vaststellen of de pas ontdekte microben niet per ongeluk in het meer terecht zijn gekomen, tijdens de boring door het ijs. Bij de boring werd gebruikgemaakt van een heetwatertechniek die speciaal werd ontworpen om besmettingen—die bij andere, op kerosine gebaseerde boortechnieken wel zouden optreden—geheel of vrijwel uit te sluiten, legde Christner uit. Christner zei verder dat een veelgebruikte kleurstof aan het water werd toegevoegd, om het DNA van microscopisch kleine organismen te kleuren. Een duidelijke groene gloed was voor de wetenschappers het signaal dat er inderdaad microben aanwezig waren. Veel van deze organismen zijn waarschijnlijk chemolithotroof, wat betekent dat ze zich voeden met de anorganische bestanddelen van ijzer, zwavel en andere elementen.
John Priscu van de Montana State University, hoofdbioloog van het programma ‘Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling’, zei dat laboratoriumonderzoek op de plek van de boring heeft aangetoond dat er microbiële cellen aanwezig waren—en dat ze leefden. "Ik denk dat we met enige zekerheid kunnen zeggen dat het subglaciale meer onder de Whillans-ijsstroom wijst op een leefgemeenschap van microben die in deze duistere en koude habitat [van een halve graad onder nul] leeft”, schreef hij in een e-mail. Door het DNA in de VS te sequentiëren zullen “we erachter komen wat voor microben dit zijn en, mede door andere experimenten, hoe ze overleven.”
Verborgen meren
Het Amerikaanse team is een van drie groepen die bezig zijn door te dringen in een waarschijnlijk zeer uitgestrekt stelsel van meren en stromen, diep onder de oppervlakte van Antarctica. Een Brits team probeerde eerder het veel diepere Lake Ellsworth aan te boren, maar moest in december onverrichter zake naar huis terugkeren wegens storingen van de apparatuur. Een Russisch team ging ook aan het werk en trachtte een waterkern uit het Vostokmeer te bergen. De boorkern uit het Vostokmeer werd vorig jaar met veel bombarie van vier kilometer onder de ijzige oppervlakte omhoog gehaald. Het meer ligt veel dieper en is veel groter dan welk ander Antarctisch meer dan ook. Bovendien liggen zowel dit meer als Lake Ellsworth onder veel kouder ijs en worden ze volgens wetenschappers gevoed en ontwaterd door waterstromen die minder diep onder de oppervlakte lopen dan in het geval van Lake Whillans.
Het bestaan van subglaciale meren en stromen op Antarctica is een betrekkelijk recente ontdekking en de omvang van deze nieuwe, natte wereld onder het ijs is pas in de afgelopen jaren duidelijk geworden. Helen Fricker, glaciologe aan het Scripps Institution of Oceanography en een van de hoofdonderzoekers van het Whillans-team, documenteerde het meer voor het eerst in 2007. Met behulp van satellietgegevens ontdekten zij en haar collega’s dat het ijsoppervlak boven de Whillans-ijsstroom tussen 2003 en 2006 periodiek steeg en weer daalde, waaruit ze concludeerden dat er vermoedelijk een meer onder lag.
In deze tijd van de opwarmende planeet heeft de dynamiek van het zuidpoolijs een veel grotere betekenis gekregen, omdat zo’n negentig procent van al het zoetwater op aarde zich op dit continent bevindt. Hoewel de meren zelf geen last hebben van de klimaatverandering, is de wisselwerking tussen de meren en het ijs erboven van belang om te voorspellen hoe ijskappen zich in de toekomst zullen gedragen. Zo is een beter inzicht in de vraag of ijs sneller naar de omringende oceaan afvloeit, een van de belangrijkste doelstellingen van het WISSARD-project, dat deel uitmaakt van een groter programma van de Amerikaanse National Science Foundation om de ijsbewegingen, gletsjers en biologie van de ijskap op West-Antarctica beter in kaart te brengen.
Nog veel werk te doen
Voor Christner, expert in Antarctische biologie aan de Louisiana State University, is het werk nog maar pas begonnen. Met een konvooi van trucks vanuit McMurdo werden twee laboratoria naar de boorplek boven Lake Whillans overgebracht: een om een snelle analyse van het meerwater te kunnen uitvoeren, de ander om slib te onderzoeken. Het is nu aan het team van Christner om de monsters in petrischalen te cultiveren, zodat ze later uitgebreid onderzocht kunnen worden. Hij zei dat sommige microbensoorten, waaronder bacteria en archaea, uniek zouden kunnen zijn, maar dat er ook veel soorten bij kunnen zitten die elders op grote diepte in oceanen en onder de grond leven.
