南極の複雑な氷の洞窟にユニークな生命が生息している可能性

地上では、南極大陸は不毛で不毛なように見えます。しかし、火山の氷の洞窟の暖かいポケットの中に隠れれば、多様な動植物が繁栄する可能性があります。大陸のロス島にあるエレバス山の活火山と、近隣のビクトリアランドにある 3 つの火山から噴出する蒸気とガスが、氷のドーム、塔、洞窟系に加熱されたオアシスを作り出しました。

オーストラリア国立大学のセリドウェン・フレイザー氏は、「洞窟は氷で覆われており、周囲も氷で覆われていますが、中には夏の日のように暖かいところもあります。摂氏20度以上です」とオーストラリア国立大学のセリドウェン・フレイザー氏は電子メールで知恵袋ブログに語った。 「分厚い氷には光があまり通らないので、ほとんどの場所ではかなり暗いですが、氷が薄い場所では光が通り抜けます。」

フレイザーの研究チームが、数十種の植物や動物種の DNA を生成する土壌サンプルを収集したのは、これらの洞窟です。洞窟から収集された DNA のほとんどは、大陸の他の場所ですでに検出されているコケ、藻類、線虫などの種と一致します。しかしフレイザー氏は、研究チームは火山の氷の洞窟という異常な環境に特有である可能性のある生命の遺伝学も特定したと述べた。

「オンライン データベースの DNA と厳密に一致しない配列がいくつかありました。洞窟に特別に適応し、他のどこにも見られない種が存在するのではないかと疑問に思います」とフレイザー氏は言う。 「それは南極の生物多様性に関するいくつかの刺激的な発見への扉を開きます。」

火山地域から採取された DNA は、その場所に動植物の生きた形態が生息していることを決定的に証明するものではありませんでしたが、それでもサンプルは、そこにどのような形態の生命が生息しているかについて興味をそそる垣間見せてくれます。研究者の次のステップは、サンプルから直接的な証拠、つまり生命そのものを見つけることだ。

あらゆる困難な場所で命を探す

南極の火山地帯からサンプルを採取するのは簡単な作業ではありません。メイン大学の分子生物医学科学の研究者である彼は、チームを地熱現場に導いた論文の共著者です。この旅は「自分から多くのものを奪う」と彼女は電話インタビューで語った。研究者たちは大陸に到着すると、エレバス山の途中までヘリコプターで飛ばされました。彼らは高地に順応するために少なくとも2晩テントに滞在し、そこから氷の洞窟のくぼみまでハイキングかスノーモービルで移動した。

ある時点で、コネルさんと同僚たちは吹雪に耐えることを余儀なくされ、外では風と雪が轟く中、テントに閉じ込められて4日間という長い日々を過ごした。状況があまりにも過酷だったため、トイレに行ったり（「テントの中にうんこバケツがあった」とコネルさんは言う）、食料の隠し場所にアクセスしたりするためにテントから出ることはできなかった。

「感謝祭が終わってしまったので、残りのドライスープミックスとクラッカーを感謝祭の日のために取っておくことにしました」とコネルさんは言います。 「感謝祭の日に『ごちそう』のために起きてスープを作ったとき、お湯がもはや熱くなく、ただぬるいだけであることに気づきました。それはとても情けないことでした。」

研究者らが地熱地帯から離れた場所では気温がマイナス34度に達するエレバス火山のフィールドステーションになんとか到着すると、チームはさまざまな場所に扇状に展開し、ロープやハーネスを使ってさまざまな地熱特徴にアクセスした。 。この地物には、火山活動によって加熱されたもののまだ露出している土壌地域が含まれていました。熱を吐き出す火山噴火口を覆う不安定な氷のドームである「氷のハンモック」。そして氷の塔と洞窟は、氷の地下世界の複雑な迷路を表していました。

火山現場で回収された未確認の DNA の中で、科学者が発見した最も近い DNA は節足動物です。このカテゴリの動物は、外殻と関節のある手足を特徴とし、ロブスターからムカデ、極小のカイアシ類に至るまで、既知の種が 100 万種以上含まれています。

節足動物は、氷で覆われていない南極大陸の一部を構成する露出した地面の一部など、南極大陸の他の場所でも発見されています。これらの地域では、生命は極度の寒さだけでなく、極度の乾燥とも戦わなければなりません。大陸の大部分が最大 100 メートルの氷で覆われているにもかかわらず、南極の内陸部には毎年平均してわずか (主に雪) しか降りません。

しかし、南極大陸の海岸から離れた過酷な条件にもかかわらず、氷の下には広大な生物群系が存在し、現在科学者らが調査を進めている。

生物があふれる砂漠

「私たちは南極大陸を荒れ地だと考えています」とフレイザー氏は言う。「しかし、その極限環境の中でも、山の頂上の岩の上、海氷の下層、乾いた「砂漠」の中など、驚くべき場所で生命は繁栄しているのです。氷と岩の間の蒸気で空洞になった、暖かくて居心地の良い洞窟の中で？」

東南極のボストーク湖は 3.7 km (2.3 マイル) の氷の下に埋もれており、しばらくの間、外気に近い場所にありませんでした。ある研究者によれば、無関係な研究で湖から採取されたサンプルから、3,507種の認識可能な種の遺伝子配列が得られたほか、科学的にはまだ知られていない種の遺伝子配列も得られたという。科学者らはまた、鉄分が豊富に流出した血のように赤い滝が特徴的な南極大陸のマクマード乾燥渓谷の塩辛い液体水のネットワーク内で、丈夫な形態の細菌を発見した。

しかし、科学者は、これらの極端な南極の場所で発見された DNA が、そこに本当に存在する生命を表しているのか、それとも運び込まれて一時的にのみ存続した生物を表しているのかに留意する必要があります。 「微生物、特に微生物や胞子は、空中に運ばれる可能性があります。また、衣類や科学機器などの不注意による汚染によっても感染する可能性があります」と、エレバス山でサンプルを採取する遠征にも行ったオレゴン健康科学大学の教授は言う。

実際、コネル氏は、彼女のチームは100年以上前に英国のグループが存在することを認識しており、彼らがサンプルを採取した場所の多くを訪れたと述べた。英国の探検家ロバート ファルコン スコットのチームの 6 人が 1912 年に高さ 12,448 フィート (高さ 3,794 メートル) の火山に登って、地質標本を収集し、地域の調査を行いました。

「トネリコの木の破片や、装備の中にあった可能性のあるその他の物が見つかりました」とコネル氏は言う。 「それで、私たちの質問の1つは、DNAのどれがこれらの非常に初期の南極探検で残されたものを表しており、どれが現在の南極の生命を表している可能性があるかということです。」

それでも、エレバス山での DNA 発見は、火山の氷の洞窟内に生息する多様な生命体のほんの一部を表しているにすぎないかもしれません。南極大陸には があり、それぞれに独自の氷の洞窟やトンネルのネットワークがある場合があります。

「南極の火山の周囲にどれだけの洞窟系が存在するのか、あるいはこれらの氷河下環境がどのように相互につながっているのかはまだわかっていない」と、この研究のもう一人の共著者であるチャールズ・リー氏は述べた。 「それらを特定し、到達し、探索するのは非常に困難です。」

南極に行って探検するのは難しいかもしれませんが、さらに困難な場所があります。多くの科学者は、南極の過酷な気候における生命とその地下環境を理解すれば、火星のようなさらに極端な場所に生命が存在する可能性についての手がかりが得られる可能性があると信じている。

「この研究や他の研究は、火山活動が極限状態でも生命を育む可能性があることを示しています」とフレーザー氏は言う。 「そして、確かに、他の惑星や衛星の火山の周囲では、たとえ露出した大気条件が厳しい場合でも、生命が見つかる可能性があります。」