Světové záhady jezera Vostok v Antarktidě

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Rusko prakticky zmrazilo nové vrty subglaciálního antarktického jezera Vostok, a to právě ve chvíli, kdy se nejvíce přiblížilo objevení zdejšího života.

Všichni víme, že po vrtání v hlubinách jezera Vostok v Antarktidě jsme našli stopy extrémně neobvyklé bakterie. Zahraniční vědci se domnívají, že v jezeře je mnoho exotických mnohobuněčných organismů. Jejich tuzemští kolegové tento úhel pohledu odmítají, ale zároveň se domnívají, že pokračování jeho výzkumu by přineslo spoustu nového – a umožnilo by pochopit, jak by mohl vypadat život v jiných světech Sluneční soustavy. To se v blízké budoucnosti nestane: hlavní práce na Vostoku byly bohužel zastaveny. Pokud někdo takové objevy v jezeře udělá, může se to stát zásluhou zahraničních badatelů – a stane se tak velmi brzy.

Jezero Vostok je velká nádrž o objemu 6000 kubických kilometrů, což je mnohonásobně více než v Ladogě. Východ je navíc subglaciální, v hloubce téměř čtyři kilometry, proto je tam tlak až 400 atmosfér a kyslík a dusík nemají kam jít mimo kontakt s atmosférou. Jimi nasycené vody jezera jsou unikátním prostředím, které by mělo být tou nejnepříznivější nádrží pro život na Zemi. Ale navzdory tomu je tam stále život - alespoň to je názor řady ruských a amerických vědců, kteří studovali výsledky jeho vrtání. Přestože se odhady výzkumníků z těchto dvou zemí o jeho obyvatelnosti radikálně liší, všichni se domnívají, že našli stopy místního života.

V dubnu 2017 se uskutečnila premiéra filmu "Jezero Vostok. Hřeben šílenství", který vyprávěl o velmi obtížných podmínkách, ve kterých ruští polárníci a vědci dosáhli velmi významných výsledků při hledání života pod několikakilometrovým antarktickým ledem. Film stále sbírá mezinárodní ceny, ale historie je s ním spjata a důležitější než jakákoli ocenění. Nastoluje téma skutečného zastavení hlubinných čistých vrtů u jezera Vostok silami stejnojmenné polární stanice. Nedostatek financí tam od roku 2015 brání velkým krokům. A nyní je na nádraží několikanásobně méně lidí, než bylo v pracovní špičce. Od toho se prakticky nedělají naděje na velké objevení zdejšího života pod ledem. Je na čase nahlédnout do historie vrtání, pochopit, co se tam podařilo a čeho – díky současnému „zamrznutí“práce – nedosáhne.

Existují dva úhly pohledu na to, kdo přesně žije pod ledem mezi stanicí Vostok a stejnojmenným jezerem. Jeden z nich je Američan, druhý Rus. První čerpá z výsledků mělčích vrtů, které v oblasti provedly Spojené státy v 90. letech. Pak se jim podařilo dostat nad jezero jen led - ten, který se vytvořil z jeho vod, postupně stoupal a zamrzal. Na základě výsledků analýzy jeho vzorků tam skupinová metagenomická metoda Scotta Rogerse našla genové sekvence 1623 druhů! Šest procent z nich patřilo spíše složitým tvorům – eukaryotům, tvorům s odděleným jádrem obehnaným zdí. Něco tak složitého bylo nejméně očekáváno v hloubce několika kilometrů.

Navíc jeden z typů bakterií, pravděpodobně nalezených tímto způsobem, žije pouze ve střevech ryb - prostě se nevyskytuje odděleně od nich. Byly také nalezeny genové sekvence typické pro vířníky a měkkýše. Z toho americká skupina usoudila, že mezi obyvateli jezera Vostok mohou být extrémně složití tvorové, dokonce i ryby a korýši. Podle jedné hypotézy jezero v podobě otevřené nádrže existuje desítky milionů let a jen posledních 14-15 milionů je skryto ledem.

To znamená, podle teorie vědců, že místní ryby a korýši měli spoustu času, aby se postupně přizpůsobili podledovým podmínkám. Navíc, pokud tam jsou, mohou extrémní podmínky východu udělat méně extrémními. Organismy dýchající kyslík by mohly spotřebovat přebytečný kyslík vstupující do jezera spolu s ledem. V hlubinách jezera pak nemusí být přebytek tohoto plynu – silného okysličovadla, vedle kterého se nežije snadno – nemusí být.

Ruští vědci v čele se Sergejem Bulatem na tento objev reagovali mimořádně chladně. Zcela správně poukázali na to, že vrtání bylo prováděno technickými kapalinami kontaminovanými běžnou zeminou a jinými bakteriemi. Bez použití „čistého vrtání“je prakticky nemožné odlišit vnější znečištění od „místních obyvatel“. Tuzemští badatelé se domnívají, že v takových podmínkách je možné hovořit o skutečném „východním“životě pouze v případě, že se najdou genetické sekvence, které jsou zcela odlišné od čehokoli.

A specialistům z Petrohradského institutu jaderné fyziky Ruské akademie věd se tam podařilo najít bakteriální DNA, která se neshodovala s žádným ze známých druhů. Je jim tak cizí, že ho ani nebylo možné zařadit do nějaké skupiny bakterií. 14 procent jejích genů se nenachází u žádného jiného známého druhu. Jak tehdy řekl Sergej Bulat, tato DNA se tak nepodobá ničemu jinému, že "kdyby byla nalezena na Marsu, nepochybně by prohlásili, že jde o život z Marsu. I když je to pozemská DNA."

Jde však o bakterie, jednoduché, jednobuněčné, bez „zvonů a píšťalek“a zbytečné složitosti. Geny něčeho nečekaného a ještě složitějšího, ale zároveň odlišného od suchozemských druhů, se zatím ve vzorcích ledu nenašly. Takže eukaryota a dokonce i mnohobuněčná, jako jsou ryby, jsou tam podle názoru našich vědců stále zrušena. To nemusí být špatné. Rybám, žijícím bez světla a přísunu živin shůry, by mělo být všechno natolik cizí, že víme, že by se vlastně příliš nelišily od žádných „zelených mužíčků“z vyprávění kreativních ufologů.

Otázka, zda na východě existují mnohobuněčné organismy, v tomto není vůbec uzavřena. Nedávno vědci zjistili, že mnohobuněčné organismy - zvláště houby - mohou nějakým způsobem záhadně přežít hluboko pod mořským dnem. Tlak je tam ještě vyšší než v subglaciálním jezeře. Houby zřejmě nějakým způsobem kohabitují s chemoautotrofními bakteriemi, které získávají energii z anorganické hmoty díky její oxidaci. Jako „palivo“pro tak hluboký život slouží nedostatečně zoxidované sloučeniny železa např. ve složení olivínu. Bakterie ji „spálí“kyslíkem a získá vodu.

A na konci dubna 2017 vyšlo najevo, že mnohobuněčné houby popsaného typu mohou existovat pod mořským dnem 2,4 miliardy let. Navíc vznikly ještě před nasycením atmosféry kyslíkem. To znamená, že na rozdíl od dřívějších názorů mnohobuněčný a komplexní život nepotřebuje kyslíkovou atmosféru ani příznivé podmínky na povrchu planety. Pokud tomu tak bylo před miliardami let, může se klidně stát, že i dnes v subglaciálním jezeře existují organismy složitější než bakterie – a mnohem více.

Předpokládejme na chvíli, že by to tak mohlo být. Pak význam jejich objevu daleko přesahuje naše znalosti o pozemském životě. Faktem je, že útroby Marsu, Titanu, Enceladu, Europy, Ceres a mnoha dalších těles systému mají navrchu také ledovou čepici, vodu dole a vysoký tlak. Jsou tak podobné podmínkám Východu, že závěr naznačuje sám sebe: pokud se pod ledem Antarktidy najde složitý život, pak je těžké vyloučit jeho přítomnost v jiných světech sluneční soustavy.

Na první pohled by se mohlo zdát, že hlavním problémem antarktického podledového života je zima. Ve skutečnosti tomu tak vůbec nemusí být. Ano, horní vrstvy jezera jsou ochlazeny na minus tři stupně Celsia. Kdyby nebyl tlak nad 350 atmosfér, byl by na jejich místě led, jen ten nedovolí, aby tak studená voda zamrzla. A přesto jsou s největší pravděpodobností spodní vrstvy jezera z hlediska teplot mnohem extrémnější.

V ledu sto nebo dva metry nad jezerem se nám podařilo najít teplomilnou bakterii Hydrogenophilus thermoluteolus. I když je to tam „vzhledově“celkem běžné (geny jsou podobné jiným známým vzorkům), jen velmi těžko to lze přičítat vnějšímu znečištění. A nejen proto, že teplomilná bakterie v Antarktidě by byla poněkud zvláštním kontaminantem. Ještě důležitější je, že před ledem nad východem se dal nalézt pouze v horkých pramenech. Na povrchu nemá nic moc na práci - žije oxidací vodíku, který se hromadí tam, kde horká voda přichází do styku s horninami.

Taková "znečišťující látka" se téměř jistě nemohla dostat do petroleje nebo freonu používaného při vrtech z Ruska nebo jiných částí světa. Výroba takových látek se nikde v horkých pramenech nenachází. Na základě toho ruští a francouzští vědci navrhují, že stejné zdroje jsou ukryty na dně subglaciálního jezera, kterým kromě horké vody proudí vodík, který slouží jako základ pro chemoautotrofní život.

Obecně platí, že Hydrogenophilus thermoluteolus není zdaleka největším extrémem mezi těmi, kteří žijí v blízkosti horké vody. Lidé jako ona žijí a vyvíjejí se při 40-60 stupních Celsia. Nejvíce „tuhé“z nich jsou jednodušeji uspořádané jednobuněčné organismy, archaea, které přenášejí až 122 stupňů Celsia. Dosud však nebyly nalezeny žádné stopy archaea v ledu nad jezerem ani ve vzorcích z něj. Pokud je tedy horko úplně dole, tak ne přehnaně, ne nad bod varu, při kterém bakterie umírají.

Před několika lety se hluboké vrty do vod jezera začaly zpomalovat. Abyste se dostali do takové hloubky, vrták není vhodný: tající voda z ledu rychle zamrzne. Nahrazuje ho nemrznoucí petrolej nebo freon. Ale pokud se takové kapaliny - může v nich být spousta bakterií - dostanou do vod jezera, bude velmi obtížné pochopit, kdo z těch nalezených při vrtání je domorodec a kdo mimozemšťan. Ruští vědci již dávno dospěli k závěru, že na posledních desítkách metrů ledu, a ještě více v samotném jezeře, jsou potřeba zásadně jiné technologie, které vylučují kontakt mezi jezerní vodou a vnějšími tekutinami.

Bohužel to znamená, že je potřeba nové vrtací zařízení. A jeho vytvoření – na rozdíl od vykořisťování toho předchozího – vyžaduje peníze, i když v žádném případě ne v kosmickém měřítku. Takže někde v roce 2015 byl další postup prací vážně zpomalen. "Nudná" část personálu stanice je nyní jen pár lidí a kdysi pro realizaci tohoto úkolu byly její personál přiveden na desítky.

To, co se stalo, je s největší pravděpodobností, jako by po říjnu 1957 Chruščov náhle řekl, že je drahé vypouštět satelity, a nezajistil finance na všechny ostatní lety do vesmíru. Ruští vědci našli nejlepšího kandidáta na neobvyklý život pro subglaciální jezero ležící v hloubce kilometrů. Toto jezero, jak se mnozí domnívají, je propojeno podpovrchovými kanály s dalšími místními jezery – a těch jsou v Antarktidě desítky, Vostok je prostě největší. A najednou, místo abychom pokračovali v práci, nacházeli nové bakterie nebo dokonce mnohobuněčné organismy, sami najednou ten boj opouštíme.

Logika tohoto rozhodnutí je pochopitelná. Chruščov nemohl říct „hraj si a to stačí“– kvůli konkurenčnímu tlaku ze Spojených států by ztratil tvář. W. Brown tam byl se svými sny o Měsíci a odmítnutí letu by SSSR dostalo do nepříjemné pozice. Zlovolní Američané bohužel nespěchají, aby s námi soupeřili ve směru zkoumání toho nejexotičtějšího pozemského života. K tomu státy prostě nemají polární stanici přímo nad jezerem. V důsledku toho se situace může změnit v dlouhé zastavení našeho vlastního úsilí v tomto směru.

O metodách vrtání kilometrového ledu v Evropě však NASA teprve přemýšlí. Možná budou přemýšlet o testování mobilního vrtného komplexu na stejném východě. Pak se může ukázat, že přednost v objevování toho nejextrémnějšího života pod ledem bude mít někdo jiný.