Pod ledovci žijí bez kyslíku bizarní mikrobi. Jejich poznání může poradit, kde hledat život v kosmu

Pod ledovci, v prostředí tak nehostinném, že připomíná cizí planety, existuje nečekaně bohatý život. Vědci, kteří ho prostudovali, věří, že jim jeho průzkum pomůže pochopit, jak by mohly fungovat ekosystémy na věčně ledových světech, jako jsou například měsíce Enceladus nebo Europa.

Nový výzkum, který vyšel v odborném žurnálu PNAS, studoval interakce vody a mikrobů s podložím pod ledovci. Jeho autoři Eric Dunham a Eric Boyd získali vzorky z ledovců v Kanadě a na Islandu.

„Neustále jsme v těchto soustavách nacházeli organismy, které využívaly vodíku v plynné formě,“ řekl Boyd o inspiraci pro projekt. „Zpočátku to nedávalo smysl, protože jsme nemohli přijít na to, odkud se pod ledovci vůbec ten vodík bere.“

Tým nakonec zjistil, že vodík vzniká sérií fyzikálních a chemických procesů. Křemičité podloží pod ledovci je tlakem obrovské masy ledu rozdrceno na drobné minerální částice. Když se tyto minerální částice spojí s ledovcovou tající vodou, uvolní vodík.

Oázy života pod ledem 

Pro Boyda a Dunhama bylo fascinující, že společenství mikrobů pod ledovci dokázala kombinovat vodík s oxidem uhličitým a vytvořit tak další organickou hmotu, zvanou biomasa, a to procesem zvaným chemosyntéza.

Chemosyntéza je podobná tomu, jak rostliny fotosyntézou vytvářejí biomasu z oxidu uhličitého, ale na rozdíl od ní chemosyntéza nevyžaduje sluneční světlo.

Aby se Dunham dozvěděl více o tom, jak tito chemosyntetičtí tvorové žijí, použil vzorky sedimentů z ledovců v Kanadě a na Islandu. Vypěstoval v laboratoři vzorky živých organismů nalezených v sedimentu a několik měsíců je sledoval, aby zjistil, jestli budou dál růst i v tomto simulovaném prostředí.

„Organismy, o které jsme se zajímali, spoléhají na vodík jako zdroj pro růst. Většina z nich je anaerobní – to znamená, že je kyslík zabijí,“ uvedl Dunham. Během měsíců příprav a pozorování mikrobiálních kultur Dunham zjistil, že je nejen možné sledovat růst společenství v laboratorním prostředí, ale také že typ podloží pod ledovcem ovlivňuje množství vodíku. A to pak vede ke vzniku prostředí, které umožňuje existenci mikrobiálních společenství, která jsou lépe přizpůsobena k využívání vodíku.

Vzorky odebrané z ledovce Kötlujökull na Islandu, který leží na čedičovém podloží, přitom produkovaly mnohem více vodíkového plynu než vzorky z ledovce Robertson v kanadské Albertě, který má pod sebou karbonátové podloží.

Tím, že mikrobi využívají vodík k výrobě energie, vysávají ze vzduchu oxid uhličitý, aby tím vytvořili biomasu, množili se a rostli. Tato schopnost ukládat uhlík je kritickým procesem pro regulaci klimatu.

„Vezmeme-li v úvahu, že ledovce a ledové příkrovy dnes pokrývají asi 10 procent zemské masy a v minulosti planety to bylo mnohem více, měla činnost mikrobů, které jsme objevili, pravděpodobně velký vliv na klima Země, a to jak dnes, tak v minulosti,“ uvedl Boyd.

„Už nějakou dobu víme, že mikroorganismy žijící pod ledovými příkrovy nebo ledovci dokážou uhlík ukládat, ale nikdy jsme pořádně nepochopili jak. Erikova průkopnická práce ukazuje, že nejenže jsou tyto organismy zcela soběstačné v tom smyslu, že si mohou vytvářet vlastní pevný uhlík, ale také k tomu nepotřebují sluneční světlo jako zbytek biosféry, kterou známe,“ doplnil Boyd.

Podle něj je tento výzkum důležitý také pro hledání života na jiných planetách. Vědci ví, že kriticky důležité jsou dva prvky – a to voda a nějaký zdroj energie. Nové zjištění, že soběstačná mikrobiální společenství mohou prosperovat v ledových prostředích díky tvorbě vodíku, je velmi důležitým krokem k identifikaci potenciálně obyvatelných prostředí na jiných planetách.

„Existuje spousta důkazů o ledu a ledovcích na jiných planetách,“ řekl Boyd. „Jsou obyvatelné? To my nevíme. Mohli by pod ledovými příkrovy žít mikrobi na planetách s podložím podobným těm, které studoval Eric? Rozhodně. Není důvod myslet si něco jiného.“