
一項針對南極洲最大封閉湖泊的新研究發現,該湖泊含有數千種細菌、真菌和其他微生物的遺傳物質。
研究人員發現的各種生物為了解沃斯托克湖的水質提供了線索。科學家為什麼需要這些線索呢?因為這個名為沃斯托克湖的湖泊被厚達2.5英里的冰川覆蓋。科學家認為,它與地球大氣層隔絕了大約1500萬年。一項持續數十年的鑽探計畫直到2012年才觸及湖水。
沃斯托克湖的環境可能與已發現的其他星球水體一樣惡劣,也幾乎一樣神秘。生活在那裡的許多生物很可能是在數百萬年前從空氣或可能與之相連的海洋中遷徙而來,然後在與世隔絕的環境中進化而來。
現在有新的證據表明,沃斯托克湖由鹹水層和淡水層組成。湖底可能還有熱液噴口,向這個深埋地下的湖泊輸送能量和營養物質。湖中甚至可能存在一些複雜的多細胞動物,儘管目前這方面的證據仍處於初步階段。
研究沃斯托克湖最大的難題之一在於如何防止湖水樣本受到空氣中的生物、研究人員的工具以及其他各種因素的污染。上週,由俄亥俄州鮑靈格林州立大學生物學家組成的最新研究團隊發表了一篇論文,詳細闡述了他們如何努力保持樣本不受污染。論文發表後,其他科學家肯定會繼續仔細檢視其可能存在的污染源。
在這項研究中,俄亥俄州的生物學家分析了從沃斯托克湖冰川下方、湖泊南緣採集的冰塊。科學家認為這種被稱為增生冰的冰,代表了湖面水凍結在冰川上的物質。取得增生冰比鑽探冰川尋找更深層的液態水要容易得多,因此自1990年代以來,人們就可以對其進行研究。然而,生物學家們先前無法使用現在所掌握的基因分析技術。這些技術當時尚未發明。
生物學家將沃斯托克湖中發現的遺傳物質與地球已知微生物資料庫進行比對後,發現了種類繁多的生物。其中一些生物已知生活在鹽水、淡水、高溫水中,甚至存在於管狀蠕蟲、魚類和其他動物的腸道及其他身體部位。此外,還發現了少量遺傳物質,這些物質似乎來自某種微型甲殼類動物、一種海洋雙殼類動物和一種小型海葵。
俄亥俄州的研究團隊在發表於《PLOS ONE》期刊上的論文中寫道,微生物的存在顯示了沃斯托克湖歷史的幾個面向。
沃斯托克湖是一個淡水湖,但研究人員表示,它最初可能與海洋相連,並且至今仍含有鹹水層。嗜熱生物的存在可能意味著沃斯托克湖內部存在熱液活動,其湖底是一個裂谷,很可能具有熱活動性。火山噴射孔和其他活動可能會向湖中輸送無法從地表進入的能量和營養物質。
同時,在沃斯托克湖發現寄生於動物體內的微生物並不一定代表湖裡真的有動物。雖然沒有證據顯示這些微生物不可能來自動物,但目前還沒有太多其他證據顯示湖裡有動物。沃斯托克湖的環境非常特殊,因此科學家需要更多的跡象才能得出湖裡有動物存在的結論。俄亥俄州的研究人員指出,寄生於動物體內的微生物通常也獨自生活在土壤中(真是孤獨!)。此外,如果沃斯托克湖確實存在熱液噴口,那麼這些噴口或許能夠支持複雜的生命體。