Professor sucht das Leben in und unter dem Eis der Antarktis

Professor sucht das Leben in und unter dem Eis der Antarktis

Video: Experimentieren mit LSD - Das Comeback der Hippie-Droge | WDR Doku (April 2020).

Anonim

In der Antarktis befindet sich der größte Eiskörper der Erde. Vor ungefähr 10 Jahren hatte niemand gedacht, dass Leben unter den Eisdecken der Antarktis existieren könnte, die stellenweise mehr als drei Kilometer dick sein können, da die Bedingungen als zu extrem angesehen wurden. Brent Christner, Assistenzprofessor für Biowissenschaften an der LSU, hat jedoch viel Zeit in einer der weltweit feindlichsten Umgebungen verbracht, in denen Forschung betrieben wurde, die das Gegenteil beweist.

Christners Entdeckungen lebensfähiger Mikroben in antiken Eiskernen und subglazialen Umgebungen sowie die Erkenntnis, dass unter der Eisdecke der Antarktis große Mengen an flüssigem Wasser vorhanden sind, haben die Sichtweise der Biologen auf das Leben in der Antarktis verändert.

„In Antactica wurden mehr als 150 Seen unter einer Eisfläche von fast zweieinhalb Meilen entdeckt“, sagte Christner, „und die meisten dieser Gewässer waren wahrscheinlich seit mindestens 15 Millionen Jahren mit Eis bedeckt. Die Umweltbedingungen in der tiefkalten Biosphäre sind mit nichts auf der Erdoberfläche zu vergleichen und dies ist einer der extremsten Lebensräume für das Leben auf dem Planeten. “

Ein Zeitraum von bis zu einer Million Jahren ist erforderlich, damit Mikroben in der Atmosphäre durch die Eisdecke transportiert werden und in einen subglazialen See der Antarktis gelangen. Auch wenn die Zellen im Eis erhalten bleiben, bleibt die Frage, wie die DNA dieser Organismen über so lange Zeiträume offenkundiger Inaktivität des Stoffwechsels hinweg unversehrt bleibt.

Laut Christner gibt es zwei mögliche Erklärungen, wie diese Mikroben über Jahrtausende hinweg gefroren überleben könnten. Erstens könnten die Mikroben im Eis ruhen und "sehr effektive Reparaturmechanismen besitzen, die ausgelöst werden, wenn die Zellen in eine Wachstumssituation gebracht werden", sagte er. Bei ausreichender Zeit würden ruhende Zellen - ohne aktive DNA-Reparaturmechanismen - letztendlich ein tödliches Maß an strahleninduzierter Schädigung durch natürliche Hintergrundquellen im Eis erleiden.

Alternativ schlägt Christner vor, dass die Mikroben metabolisch aktiv bleiben könnten, während sie im Eis eingeschlossen sind, wodurch sie in der Lage sind, auftretende Schäden zu reparieren. "Wenn dies der Fall ist, können diese Mikroben im gefrorenen Zustand im Wesentlichen unsterblich sein - wenn also eine kontinuierliche Energieversorgung verfügbar wäre", sagte er.

Christners aktuelle Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass Gletschermikroben in der Lage sind, Stoffwechsel zu betreiben, wenn sie auf -20 Grad Celsius heruntergefroren sind. „Unsere Experimente haben gezeigt, dass sich Mikroben unter gefrorenen Bedingungen verstoffwechseln können, aber uns fehlt immer noch die Rauchpistole, die beweist, dass dies in der Natur vorkommt. Wir nehmen jetzt das, was wir im Labor an der LSU gelernt haben, und verwenden es, um Experimente zu entwerfen, die diese Frage in echten Eisproben der Antarktis behandeln “, sagte er.

In Zusammenarbeit mit Forschungskollegen der Montana State University werden Christner und zwei Mitglieder seines Labors im Oktober 2007 in die Antarktis entsandt. Shawn Doyle, Senior und Mikrobiologiestudent an der LSU, wird Christner bis Januar 2008 begleiten akademische Aufzeichnungen und Erfahrungen “, sagte Christner. "Wir suchen mehr als eine Laborratte, denn wie Sie sich vorstellen können, stellt die Antarktis verschiedene Herausforderungen an die Wissenschaft." Student, der sich dem Forschungsteam anschließt und während der Antarktis-Saison 2008/09 Feldarbeiten durchführt.

"Die Implikation unserer Forschung ist, dass die großen Eisschilde der Antarktis, die 70 Prozent der Süßwasserreserven des Planeten ausmachen, aktive Biome darstellen und die bekannten Grenzen für das Leben auf der Erde erheblich erweitern", sagte Christner. „Terrestrische Gletscherumgebungen bieten Analoga, um Fragen zu beantworten, die für die Suche nach dem früheren oder gegenwärtigen mikrobiellen Leben im außerirdischen Eis auf Planeten und Monden in unserem Sonnensystem relevant sind. Basierend auf dem, was wir jetzt über die Zähigkeit des Lebens in der tiefkalten Biosphäre der Erde wissen, ist das Überleben und Fortbestehen von Mikroben auf dem Mars oder in Europa keine allzu große Herausforderung. “

Quelle: Louisiana State University