Когда капитан Роберт Фолкон Скотт обнаружил Сухие долины как часть британской Антарктической Экспедиции в 1905, он описал их как «долины мертвых». Но ниже их пустынной, ледяной поверхностной жизни продолжается, согласно новому исследованию, предполагающему, что микроорганизмы могут остаться живыми в течение миллионов лет, когда заморожено.Предыдущие исследования древних ледяных образцов, взятых от Антарктических подледниковых озер, указывают, что лед может сохранить микроорганизмы в течение максимум 300 000 лет.
В новом исследовании, представляясь онлайновым на этой неделе в Продолжениях Национальной академии наук, молекулярный биолог Пол Фальковский из Университета Ратджерса в Нью-Брансуике, Нью-Джерси и его коллегах исследовал лед, который они забрали из Верхней Долины Маяка в Антарктиде. Они использовали диапазон датирующихся методов, включая измерение отношений изотопа во льду, чтобы показать, что образцы расположились приблизительно от 100 000 лет 8 миллионам лет, делая последний лед самым старым образцом когда-либо изученный.
После таяния образцов, которые были 100,000 и 8 миллионов лет, исследователи нашли признаки живых бактерий в воде от обоих. Добавление питательных веществ к талой воде привело к росту бактерий в обоих образцах, несмотря на то, что микроорганизмы в самом старом льду росли намного более медленно, удваиваясь каждые 1 – 2 месяца по сравнению с каждой неделей. В другом исследовании эксперимента, как быстро ДНК ухудшается в течение долгого времени, в то время как заморожено, бригада исследовала любые части ДНК – нашел ли от живых или мертвых микроорганизмов – в пяти ледяных образцах различных возрастов. Когда исследователи сравнили ДНК, восстановленную от самого старого ледяного образца до этого от 100 000-летнего образца, у прежнего были фрагменты ДНК со средней длиной 210 пар азотистых оснований по сравнению с 18 500 парами азотистых оснований для последнего.
Фальковский полагает, что космическая радиация, которая особенно сильна в полюсах Земли, может постепенно ухудшать замороженную ДНК. Если космическая радиация действительно повреждает ДНК при уровне, обозначенном исследованием, отмечает Фальковского, это бросает вызов идее, известной как panspermia, та жизнь на Земле была отобрана жизнью в другом месте во вселенной.Наконец, бригада сравнила генетические последовательности, извлеченные от льда до известных генов современных бактерий.
Любопытно, было немного матчей. Это может означать, что древние микроорганизмы имели новые гены.
И Фальковский размышляет, что замороженные микроорганизмы могут периодически таять и повторно вводить свои гены, влияя на развитие современных микроорганизмов. «Вы можете думать об Антарктическом льде как о ‘генном фруктовом мороженом’, которое может потенциально быть получено существующими организмами, когда лед тает», говорит он.Это – «очень значительное открытие», говорит древний исследователь ДНК Еске Виллерслев из Копенгагенского университета в Дании.
Это раздвигает границы того, какого возраста ДНК может быть и все еще быть восстановлена в понятной форме, говорит он. Однако Виллерслев предостерегает что, как имеет место с большинством требований древних восстанавливаемых микроорганизмов, загрязнение образцов с ДНК от современных микроорганизмов в лаборатории или в другом месте всегда возможность. «Эти результаты показывают образцы, что Вы не можете легко объяснить загрязнением», отмечает он. «Но я чувствовал бы себя более довольным результатами, если они были тиражированы в две независимых лаборатории».