Aumentano le possibilità di trovare esseri viventi anche su Europa, la luna di Giove

Eccezionale scoperta in Antartide: esiste vita anche a 800 metri sotto la calotta glaciale [FOTOGALLERY]

Scovate migliaia di specie di microbi in un lago dove non arriva luce da 1 milione di anni

[21 agosto 2014]

In profondità, sotto il ghiaccio dell’Antartide, le buie e freddissime acque dell’antico lago Whillans, a più di 800 metri sotto la calotta antartica occidentale, ospitano forme di vita: quasi 4.000 specie di microbi  che si nutrono di roccia. E’ quanto emerge dallo studio “A microbial ecosystem beneath the West Antarctic ice sheet” pubblicato su Nature da un team di università ed istituti scientifici statunitensi e del Wissard Science Team ed al  quale ha partecipato  anche Carlo Barbante, dell’Istituto per la dinamica dei processi ambientali del Cnr e del  Dipartimento di scienze ambientali, informatica e statistica dell’università Ca′Foscari di Venezia. Il team di scienziati sottolinea che è da più di 40 anni che si sa che sotto la calotta antartica c’è acqua liquida, ma solo di recente hanno questi ambienti subglaciali stati riconosciuti come ecosistemi microbici che possono influenzare le trasformazioni biogeochimici su scala globale. Quella pubblicata su Nature è «La prima descrizione geomicrobiologica dell’acqua e dei sedimenti superficiali ottenuti dal campionamento diretto di un lago subglaciale antartico».

Il Subglacial Lake Whillans (SLW) si trova a circa 800 metri sotto il ghiaccio, nella parte inferiore del Whillans Ice Stream (WIS), nell’Antartide occidentale e fa parte di un’ampia rete subglaciale di drenaggio in continua evoluzione. Glik scienziati hanno scoperto che «La colonna d’acqua del SLW conteneva microrganismi metabolicamente attivi»  e i dati sugli eterotrofi ed autotrofi, del sequenziamento genico e biogeochimici «Indicano che SLW è un ecosistema “chemosynthetically driven” abitato da un insieme eterogeneo di batteri e di archeobatteri. I nostri risultati confermano che gli ambienti acquatici sotto la calotta di ghiaccio dell’Antartico supportano ecosistemi microbici vitali, corroborando rapporti precedenti che suggeriscono che essi contengono piscine globalmente rilevanti di carbonio e microbi, il che può mobilitare gli elementi dalla litosfera  ed influenzare i sistemi  geochimici e biologici  dell’Oceano Meridionale».

La superficie del lago è stato probabilmente esposta per l’ultima volta nel tardo Plestocene, un milione di anni fa al massimo, da allora le sue acque non hanno visto praticamente la luce solare e temperature medie sono state intorno ai meno 63 gradi Fahrenheit. La scoperta conferma che la vita trova il modo di sopravvivere in ambienti estremi ed aumenta la possibilità che qualche forma di vita possa sopravvivere sulle lune ghiacciate di tutto il sistema solare, come Europa, la luna di Giove.

Il lago Whillans è uno dei centinaia di laghi subglaciali dell’Antartide, corpi idrici la cui esistenza  stata  rivelata dai satelliti. Il leader del team di ricerca, Brent C. Christner  del Dipartimento scienze biologiche della Louisiana State University, spiega che «una questione in sospeso è se non l’ambiente alla base dello strato di ghiaccio sia in realtà adatto alla persistenza della vita microbica». Christner, che fa parte anche del  Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling  (Wissard), un consorzio del quale fanno parte istituzioni scientifiche di tutto, un vero e proprio esercito di scienziati e studenti. Dal 2009 ikl team Wissard ha cercato di capire cpome fosse la vita sotto il Ghiaccio dell’Antartide. Giù e. Gli scienziati hanno cominciato a sospettare che i microbi potrebbero vivere sul ventre di un ghiacciaio già nel 1999 gli scienziati avevano cominciato a sospettare che ci potesse essere vita nelle acque sotto la calotta, quando il  più grande lago antartico, il  Vostok, rivelò  tracce genetiche di microbi congelati al confine della calotta di ghiaccio. Ma c’era una possibilità a queste creature provenissero dai contaminanti nel fluido della trivellazione.  Gli scienziati stanno discutendo se questi ecosistemi abbiano relazioni e ricadute su quelli “esterni” e se possano ospitare creature più evolute e addirittura pesci.

Il lago Whillans è diventato un buon candidato per la ricerca di vita subglaciale perché si trova a solo 00 metri sotto la superficie, rispetto alle due miglia del lago Vostok, inoltre il lago drena anche nel Mare di Ross, in modo da tutti gli agenti potenzialmente inquinanti scorrerebbero via, lasciando il lago relativamente incontaminato dopo la trivellazione. Inoltre il Whillans è a “sole”  600 miglia dalla più vicina stazione di ricerca, quindi il team poteva raggiungerlo via terra, invece che con l’aereo.

E’ quello che ha fatto per l’ultima volta il team Wissard nel 2013, quando, raggiunto il sito, ha utilizzato una hanno usato uno speciale sistema di perforazione con acqua calda per vincere il  ghiaccio. Mentre il trapano si faceva strada verso il basso, scioglieva, filtrava e bolliva tutto. Poi il ghiaccio fuso è stato pastorizzato, trattato con raggi UV e riutilizzato come fluido di perforazione sterile.

Una volta raggiunto il lago Whillans, sono stati campionati sia l’acqua che i sedimenti del fondo e un laboratorio sul campo ha tracciato il profilo genetico e chimico dell’ambiente lago e dei suoi abitanti. Per capire quante specie potrebbero vivere nel lago Whillans, i ricercatori si sono concentrati su un gene che codifica per un ribosoma di proteine, una delle più antiche e conservate strutture biologiche sulla Terra e dicono che «Sulla base del grado di variazione in questa sequenza genica del ribosoma, si stima che l’acqua contenga 3.931 specie o gruppi di specie». Alcune sono probabilmente nuove per la scienza, ma per esserne sicuri occorrono ulteriori analisi genetiche.

Il team ha poi alimentato in laboratorio, con diverse sostanze, i microrganismi isolati nelle acque del lago. In un lago in superficie, si possono trovare molti microbi che utilizzano l’energia dalla luce solare per trasformare l’anidride carbonica in composti organici più complessi, come gli zuccheri, che utilizzano per produrre energia. Ma per questo è fondamentale la fotosintesi. Invece nelle oscure profondità del lago Whillans il team ha scoperto microbi che utilizzano nutrienti chimici nell’acqua per fissare il carbonio. La maggior parte dei microbi antartici ottengono la loro energia dalla conversione di ammonio in altre forme di azoto, mentre altri prendono l’energia necessaria da composti del ferro e solfuro. Tutti questi nutrienti sono stati trovati nei campioni del lago Whillans.

Ma da dove arriva questo cibo “roccioso”?  Il ferro e i solfuri potrebbe penetrare nell’acqua dalle rocce a terra quando il ghiacciaio sfrega contro il fondale roccioso del continente. «In un certo senso i microbi “mangiano roccia”  anche se in pratica attaccano le particelle minerali e le aiutano a sciogliersi», scrive Martin Tranter , un glaciologo dell’Università di Bristol, in un editoriale su Nature che accompagna lo studio. L’ammonio trovato nel Whillans viene è probabilmente prodotto dai batteri che si nutrono dei microbi morti nel lago sub-glaciale.

Ma ci sono ancora diverse domande senza risposta sugli abitanti del lago Whillans e su come contribuiscono all’ecosistema dell’Oceano Meridionale. Ulteriori analisi potrebbe rivelare il ruolo che queste minuscole creature subglaciali svolgono nei grandi cicli biologici e chimici sulla Terra. Intanto , altri ricercatori sono entusiasti per le implicazioni della scoperta per gli oceani extraterrestri.

Cynthia Phillips , una geologa planetaria del Seti Institute e dell’università dell’Arizona ha detto a Smithsonian.com che «Il fatto che esistano la concentrazione e la diversità della vita rilevate in questo lago subglaciale, è davvero un buon segno per l’esistenza della vita su Europa, anche se i dettagli sono diversi. Il lago Whillans non è un gemello identico degli oceani ghiacciati che si pensa esistano sotto la crosta ghiacciata della luna di Giove. La superficie di Europa è probabilmente più di 6 miglia di spessore ed i suoi oceani si estendono per oltre 31 miglia. Inoltre, non sappiamo ancora se gli oceani di Europa sono dotati di uno strato di sedimenti marini vivibile e ricco di sostanze nutritive. Ma l’ecosistema del lago Whillans è ancora la cosa più vicina che abbiamo visto ai microbi alieni che potrebbero nuotare in oceani molto, molto lontani».

 

Videogallery

  • Animation of Subglacial Lake Behavior