ทะเลสาบน้ำแข็งลึกลับเป็นแคปซูลเวลาเมื่อหลายล้านปีก่อน

แคปซูลเวลาแห่งชีวิตที่ถูกแช่แข็งในส่วนลึกของทะเลสาบอีนิกมาในทวีปแอนตาร์กติกามีระบบนิเวศที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งถูกแยกออกจากส่วนอื่นๆ ของโลกนับตั้งแต่พื้นผิวของมันแข็งตัวอย่างถาวร

ขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้เก็บตัวอย่างจุลินทรีย์ที่มีลักษณะเฉพาะ ซึ่งรอดชีวิตมาได้ในห้องน้ำจืดของเหลวขนาดใหญ่ที่อยู่ต่ำกว่าน้ำแข็งแข็งมากกว่า 9 เมตร (30 ฟุต)

ระบบนิเวศน์นี้อาจมีอยู่ภายในฟองน้ำแข็งสำหรับ14 ล้านปีซึ่งอาจเป็นตอนที่ทะเลสาบกลายเป็นน้ำแข็งเป็นครั้งแรกในช่วงปลายยุคที่อากาศอบอุ่นกว่ามากของโลก

คิดว่าทะเลสาบ Enigma จะถูกแช่แข็งทันที เนื่องจากอยู่ในเชิงเขาตอนเหนือของทวีปแอนตาร์กติกา ตั้งอยู่ระหว่างธารน้ำแข็ง Amorphous และ Boulder Clay ซึ่งเป็นภูมิภาคที่มีอุณหภูมิเฉลี่ย -14 °C (6.8 °F)

นำโดยนักจุลชีววิทยา Francesco Smedile และ Violetta la Cono จากสถาบันวิทยาศาสตร์ขั้วโลกของอิตาลี และนักธรณีฟิสิกส์ Stefano Urbini จากสถาบันธรณีฟิสิกส์และภูเขาไฟแห่งชาติของอิตาลี ทีมวิจัยได้ใช้เรดาร์เจาะทะลุพื้นดินเพื่อตรวจสอบองค์ประกอบของทะเลสาบ โดยตรวจจับฟองของเหลวที่ซ่อนอยู่และ การขุดเจาะตัวอย่างน้ำภายใน

ได้รับการดูแลเป็นพิเศษเพื่อป้องกันการปนเปื้อนของชีวนิเวศที่กำบังนี้ โดยมีการใช้สว่านไฟฟ้ากับน้ำแข็ง 3 เมตรแรก ในขณะที่ชั้นที่เหลือถูกเจาะด้วยการละลายของหัวด้วยความร้อนและการเจาะน้ำร้อน สิ่งเหล่านี้ใช้น้ำที่ผ่านการฆ่าเชื้อและอุ่นซึ่งเกิดจากเศษน้ำแข็งที่เก็บในระหว่างขั้นตอนการเจาะเชิงกลเป็นสว่านของเหลวชนิดหนึ่ง

"ทะเลสาบอีนิกมาสนับสนุนระบบนิเวศของจุลินทรีย์ที่มีชีวมวลที่มีความหลากหลายทางสายวิวัฒนาการและมีความโดดเด่นท่ามกลางทะเลสาบที่ปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งตลอดทั้งทวีปแอนตาร์กติก" ทีมงานเขียน-

"แพลงก์ตอนและจุลินทรีย์หน้าดินที่ปิดผนึกด้วยน้ำแข็งของทะเลสาบ Enigma น่าจะเป็นตัวแทนทางชีวภาพที่คงอยู่ซึ่งเกิดขึ้นจากระบบนิเวศจุลินทรีย์โบราณของทะเลสาบก่อนที่จะแข็งตัว"

พวกเขาค้นพบสิ่งมีชีวิตต่างๆ เหล่านี้ มีบทบาทที่แตกต่างกันภายในสายใยอาหารสัตว์น้ำแบบง่ายๆ ตั้งแต่การผลิตขั้นต้นผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง ไปจนถึง ectosymbiosis และการล่าเหยื่อ

ในหมู่พวกเขามีพันธุ์ต่างๆซูโดโมนาโดตา-แอคติโนแบคทีเรีย, และแบคทีเรียพร้อมด้วย Patescibacteria มากมายอย่างไม่คาดคิดที่เจริญรุ่งเรืองในแถวน้ำใต้ดิน

ภาพถ่ายจากกล้องขนาดเล็กเผยให้เห็นพื้นทะเลสาบ ถูกปกคลุมไปด้วยแผ่นจุลินทรีย์หลากหลายทางชีวภาพ ซึ่งมีไซยาโนแบคทีเรียที่ผลิตออกซิเจน ซึ่งปกติจะขาดหายไปจากเสาน้ำแข็งและน้ำในทะเลสาบ

บางส่วนของเสื่อเหล่านี้คล้าย"พรมหนายู่ยี่" โดยมี "โครงสร้างคล้ายต้นไม้อสัณฐานขนาดใหญ่" ยื่นออกมาเป็นครั้งคราว ซึ่งสูง 40 เซนติเมตร และมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวถึง 60 เซนติเมตร (2 ฟุต) สถานที่เจาะอีกแห่งหนึ่งเปิดเผยว่ากลุ่มแบคทีเรียได้ก่อตัวเป็นภูมิประเทศที่มียอดแหลมคล้ายเนินทราย

นักวิทยาศาสตร์คิดว่าแนวน้ำที่มีความเสถียรสูง มีแรงดัน และแบ่งชั้นทางเคมี ซึ่งมีความลึกอย่างน้อย 12 เมตร นั้นน่าจะ 'ป้อน' จากธารน้ำแข็งอสัณฐานที่อยู่ใกล้เคียง

การค้นพบสมาชิกของ Patescibacteria superphylum นั้นน่าสนใจเป็นพิเศษ เพราะถึงแม้จะพบพวกมันในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำอื่นๆ ในทวีปแอนตาร์กติกา แต่ก็ไม่เคยเห็นพวกมันในทะเลสาบที่ปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งมาก่อน

ระดับน้ำในทะเลสาบอีนิกมาสูงผิดปกติ– ไม่ใช่แหล่งที่อยู่อาศัยตามปกติของ Patescibacteria

เชื่อกันว่าซูเปอร์ไฟลัมนี้เป็นส่วนที่มีขนาดใหญ่ของความหลากหลายของจุลินทรีย์บนโลก และยังหลบเลี่ยงการตรวจจับในวัฒนธรรมและการตรวจ PCR ทำให้ได้รับฉายาว่า 'สสารมืดของจุลินทรีย์-

แบคทีเรียเหล่านี้มีขนาดเล็กมากและเรียบง่ายมาก โดยขาดความสามารถตามปกติหลายประการของจุลินทรีย์อื่นๆ เป็นผลให้พวกมันมักจะอยู่ร่วมกับแบคทีเรียหรือโฮสต์อาร์เคียอื่นเกือบตลอดเวลา

“ตัวเล็กมากพาเทสซิแบคทีเรียโดยเฉพาะอย่างยิ่งอาจมีบทบาทที่ไม่ปกติในระบบนิเวศของทะเลสาบ ที่ไม่ปรากฏในทะเลสาบแอนตาร์กติกที่ปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งอื่นๆ" ผู้เขียนบันทึก-

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในการสื่อสารโลกและสิ่งแวดล้อม-