Le grotte geotermiche subglaciali in Antartide possono diventare piuttosto calde, grazie alla luce del sole che splende attraverso il ghiaccio sottile. Chadden Hunter/Nature Picture Library/Getty Images fuori terra, L'Antartide appare sterile e sterile. Ma nascosto all'interno di calde sacche di grotte di ghiaccio vulcanico, possono fiorire diverse specie vegetali e animali. Vapore e gas emessi dai vulcani attivi sul Monte Erebus sull'isola di Ross nel continente, e a tre vulcani della vicina Victoria Land, hanno scavato oasi riscaldate in cupole di ghiaccio, torri e sistemi di grotte.
"Le grotte sono coperte di ghiaccio, e c'è ghiaccio tutto intorno, ma alcuni sono caldi come una giornata estiva - oltre 20 gradi Celsius [68 gradi Fahrenheit], " Ceridwen Fraser della Fenner School of Environment &Society dell'Australian National University racconta a HowStuffWorks via e-mail. "Nella maggior parte dei casi, è piuttosto buio perché non c'è molta luce attraverso il ghiaccio spesso, ma in altri, dove la coltre di ghiaccio è sottile, la luce può filtrare."
È in queste grotte che il team di ricerca di Fraser ha raccolto campioni di terreno che hanno prodotto il DNA di dozzine di specie animali e vegetali. La maggior parte del DNA raccolto dalle grotte corrisponde a specie di, dire, muschio, alghe e nematodi già rilevati in altri siti del continente. Ma Fraser afferma che il team ha anche identificato la genetica della vita che potrebbe essere unica per l'ambiente insolito delle grotte di ghiaccio vulcanico.
"C'erano alcune sequenze che non corrispondevano strettamente al DNA nei database online ... il che mi fa chiedere se potrebbero esserci specie adattate appositamente alle grotte e che non si trovano da nessun'altra parte, " Dice Fraser. "Apre le porte ad alcune entusiasmanti scoperte sulla biodiversità in Antartide".
Mentre il DNA catturato dalle aree vulcaniche non ha dimostrato in modo conclusivo che i siti ospitano vita forme delle piante e degli animali, i campioni offrono comunque uno sguardo allettante su quali forme di vita potrebbero vivere lì. Il prossimo passo dei ricercatori sarà trovare prove dirette, vale a dire, la vita stessa — in campioni.
Ottenere campioni dai siti vulcanici antartici non è un compito facile. Laurie Connell, ricercatore in scienze molecolari e biomediche presso l'Università del Maine, è un coautore dello studio che ha portato il team ai siti geotermici. Il viaggio "ti toglie molto, " dice in un'intervista telefonica. Una volta che i ricercatori hanno raggiunto il continente, sono stati trasportati in elicottero a metà del monte Erebus. Rimasero in tenda almeno due notti per acclimatarsi alle quote più elevate, e da lì andavano a piedi o in motoslitta fino alle cavità delle grotte di ghiaccio.
A un certo punto Connell e i suoi colleghi sono stati costretti a superare una bufera di neve e hanno trascorso quattro lunghi giorni bloccati nelle loro tende mentre il vento e la neve ululavano all'esterno. Poiché le condizioni erano così dure, non potevano lasciare le tende per andare in bagno ("Avevamo un secchio di cacca nella tenda, "dice Connell) o per accedere alla loro scorta di cibo.
"Era finito il Ringraziamento, quindi abbiamo deciso di conservare il nostro mix di zuppa secca e i cracker rimanenti per il giorno del Ringraziamento, "dice Connell. "Quando ci siamo svegliati il giorno del Ringraziamento per la nostra 'festa' e abbiamo preparato la nostra zuppa, ci siamo resi conto che la nostra acqua calda non era più calda, solo tiepida. È stato piuttosto patetico".
Una volta che i ricercatori sono riusciti a raggiungere la stazione sul campo presso il vulcano Monte Erebus, dove le temperature lontano dai siti geotermici arrivano a meno 30 gradi Fahrenheit (meno 34 gradi Celsius), il team si è spostato a ventaglio in vari siti e ha utilizzato corde e imbracature per accedere a una serie di funzioni geotermiche. Le caratteristiche includevano aree di suolo riscaldate dall'attività vulcanica, ma ancora esposto; "montagne di ghiaccio, " che sono cupole di ghiaccio instabile che ricoprono una bocca vulcanica eruttante calore; e torri di ghiaccio e grotte che presentavano intricati labirinti di gelidi mondi sotterranei.
Tra il DNA non identificato recuperato nei siti vulcanici, la corrispondenza più vicina che gli scienziati sono riusciti a trovare sono gli artropodi. Questa categoria di animali presenta gusci esterni e arti articolati, e comprende oltre un milione di specie conosciute, che vanno dalle aragoste ai millepiedi ai microscopici copepodi.
Gli artropodi sono stati trovati altrove nel continente antartico, anche su chiazze di terreno esposto che costituiscono solo lo 0,3 percento (o meno) dell'Antartide che non è coperto di ghiaccio. In queste regioni, la vita deve fare i conti non solo con il freddo estremo, ma anche con estrema secchezza. Anche se gran parte del continente è ricoperta di ghiaccio che è spesso fino a 3 miglia (5 chilometri) in parti, Le regioni interne dell'Antartide ricevono una media di soli 2 pollici (5 centimetri) di precipitazioni, principalmente neve, ogni anno.
Ma nonostante le dure condizioni che esistono lontano dalla sua costa, L'Antartide ospita vasti biomi sotto il ghiaccio che gli scienziati stanno ora esplorando.
I siti geotermici del Monte Erebus e di altri luoghi ghiacciati dell'Antartide possono ospitare popolazioni biologiche estremamente diverse. © 2009 Eli Duke/CC BY-SA 2.0
"Pensiamo all'Antartide come a una terra desolata, "Fraser dice, "ma anche in quell'ambiente estremo la vita prospera in posti meravigliosi:sulle rocce in cima alle montagne, negli strati inferiori di ghiaccio marino, in aridi "deserti" - perché non anche in questi caldi, grotte ospitali scavate dal vapore tra il ghiaccio e la roccia?"
Nell'Antartide orientale, Il lago Vostok è sepolto sotto 2,3 miglia (3,7 chilometri) di ghiaccio e non è stato vicino all'aria aperta per circa 15 milioni di anni. I campioni prelevati dal lago in uno studio non correlato hanno prodotto sequenze genetiche per 3, 507 specie riconoscibili, secondo uno studio del 2013, così come circa 10, 000 specie non ancora conosciute dalla scienza. Gli scienziati hanno anche scoperto forme resistenti di batteri all'interno di reti di acqua liquida salata scoperte nelle McMurdo Dry Valley in Antartide, che presentano sorprendenti, cascate rosso sangue di deflusso ricco di ferro.
Però, gli scienziati devono essere consapevoli se il DNA che trovano in questi estremi siti antartici rappresenta la vita che esiste veramente lì, o organismi che sono stati trasportati e sono persistiti solo temporaneamente. "Gli organismi potrebbero essere trasportati per via aerea, in particolare microbi e spore, o per contaminazione involontaria degli indumenti, attrezzatura scientifica, eccetera., "dice Bradley Tebo, un professore all'Oregon Health and Science University che ha anche fatto spedizioni per prelevare campioni sul Monte Erebus.
Infatti, Connell afferma che il suo team era a conoscenza del fatto che un gruppo britannico ha raggiunto la vetta del Monte Erebus oltre 100 anni fa e ha visitato molti dei siti in cui ha prelevato i suoi campioni. Sei uomini della squadra dell'esploratore britannico Robert Falcon Scott si sono avventurati sul 12, 448 piedi di altezza (3, vulcano alto 794 metri) nel 1912 per raccogliere campioni geologici e fare rilievi della regione.
"Abbiamo trovato frammenti di frassini e altre cose che probabilmente avevano nel loro equipaggiamento, "Dice Connell. "Quindi una delle nostre domande è quale del DNA rappresenta le cose che sono state lasciate da queste primissime spedizioni in Antartide e che può rappresentare la vita lì adesso?"
Ancora, le scoperte del DNA sul Monte Erebus potrebbero rappresentare solo una frazione della vita diversificata ospitata nelle sue grotte di ghiaccio vulcanico. L'Antartide ospita più di 100 vulcani, ognuno dei quali può ospitare la propria rete di grotte e tunnel di ghiaccio.
"Non sappiamo ancora quanti sistemi di grotte esistono intorno ai vulcani dell'Antartide, o quanto potrebbero essere interconnessi questi ambienti subglaciali, "Carlo Lee, un altro coautore della ricerca, detto in un comunicato. "Sono davvero difficili da identificare, arrivare ed esplorare."
L'Antartide può essere difficile da raggiungere ed esplorare, ma ci sono posti ancora più impegnativi. Molti scienziati ritengono che la comprensione della vita e dei suoi dintorni sotterranei nel rigido clima dell'Antartide potrebbe fornire indizi su possibili forme di vita in luoghi ancora più estremi, come Marte.
"Questa ricerca, e altre ricerche indicano che l'attività vulcanica può favorire la vita in condizioni estreme, " Dice Fraser. "E sì, c'è il potenziale che intorno ai vulcani di altri pianeti e lune potremmo trovare la vita, anche quando le condizioni atmosferiche esposte sono dure."
Ora è interessanteLa NASA fa grandi sforzi per garantire che i robot inviati su Marte non siano contaminati da tracce di vita dalla Terra. Tali tracce possono eliminare i risultati del campionamento eseguito dai rover mentre si trovano sul pianeta rosso. Certo, distinguere il DNA nativo dal DNA contaminante nei campioni dell'Antartide è più facile, poiché il luogo in questione è già qui sulla Terra. Connell afferma che i ricercatori sono in grado di prelevare campioni diretti e possono quindi eseguire test di coltura per determinare se la vita è ancora attiva nelle località geotermiche. Lei e i suoi colleghi hanno eseguito questo tipo di test e hanno in programma di pubblicare presto i risultati.
