Među brojnim prirodnim fenomenima na Zemlji malo ih izaziva toliko čuđenja kao Krvavi slapovi (Blood Falls) na Antarktici. Na snježnobijelom ledenjaku Taylor iznenada se pojavljuje intenzivno crveni tok koji se slijeva prema jezeru Bonney i ostavlja dojam kao da led doslovno krvari.

Iako su znanstvenici ovaj neobičan prizor proučavali više od stoljeća, novo istraživanje otkrilo je da se ispod ledenjaka skriva nešto još neobičnije od samih crvenih slapova. Znanstvenici su pronašli bogatu zajednicu drevnih mikroorganizama čiji su preci možda milijunima godina bili potpuno izolirani od ostatka svijeta.

Rezultati istraživanja objavljeni su u znanstvenom časopisu Nature Geoscience, a vodila ga je mikrobiologinja Angela Zoumplis sa Sveučilišta Kalifornije u San Diegu.

Tajna crvene boje nije u algama

Kada su britansko-australski geolog Thomas Griffith Taylor i njegova ekspedicija 1911. godine prvi put naišli na ovaj neobični fenomen, pretpostavili su da crvenu boju uzrokuju alge, slično kao što pojedine vrste algi stvaraju ružičasti snijeg u planinskim i polarnim područjima.

Kasnija istraživanja pokazala su da je stvarni uzrok potpuno drukčiji.

Ispod ledenjaka Taylor nalazi se drevni rezervoar izrazito slane vode koja je ostala zarobljena ispod golemih količina leda. Budući da slana voda ima niže ledište od obične vode, ostala je u tekućem stanju unatoč tome što je više od milijun godina bila okovana ledom.

Ta slana otopina sadrži velike količine otopljenog željeza koje je potpuno nevidljivo dok se nalazi ispod ledenjaka. No, kada izbije na površinu i dođe u dodir s kisikom iz zraka, željezo vrlo brzo oksidira, odnosno hrđa, zbog čega voda poprima karakterističnu tamnocrvenu, gotovo krvavu boju.

Prema dosadašnjim spoznajama, riječ je o drevnoj morskoj vodi koja je ostala zarobljena ispod ledenjaka prije najmanje 1,5 milijuna godina, kada je ledenjak napredovao preko tog područja.

Znanstvenici su otkrili mnogo više od bakterija

Iako je već bilo poznato da Krvavi slapovi skrivaju iznimno zanimljiv mikrobni ekosustav, dosadašnja istraživanja uglavnom su bila usmjerena na bakterije i arheje, jednostanične organizme koji pripadaju prokariotskim organizmima.

Mnogo manje pažnje bilo je posvećeno eukariotskim mikroorganizmima, organizmima čije stanice imaju jezgru i složene unutarnje strukture. U tu skupinu pripadaju organizmi različite složenosti – od jednostaničnih ameba pa sve do biljaka i ljudi.

Posebno su zanimljivi mikroskopski dijatomeje, fotosintetski protisti koji uglavnom nastanjuju slatke ili slane vode i često čuvaju vrijedne informacije o drevnim okolišima.

Angela Zoumplis i njezini suradnici željeli su utvrditi jesu li prethodna istraživanja možda previdjela upravo te eukariotske stanovnike Krvavih slapova te mogu li oni pružiti nove informacije o povijesti drevnog rezervoara slane vode ispod ledenjaka.

Analizirano čak 167 uzoraka

Kako bi pronašli odgovor, istraživači su prikupili ukupno 167 uzoraka iz područja Krvavih slapova, suhih dolina McMurdo te okolnog morskog okoliša.

Uzorci nisu uzimani samo iz crvenog toka vode, nego i iz leda, sedimenta i mulja.

Nakon toga analizirali su okolišnu RNK, što im je omogućilo razlikovanje organizama koji su u tom sustavu doista živi i aktivni od onih čiji su genetski tragovi ostali prisutni samo u obliku DNK.

Rezultati su ih iznenadili.

Umjesto nekoliko slučajno dospjelih organizama koje su vjetar ili voda mogli donijeti iz drugih područja, pronašli su jedinstvenu zajednicu eukariotskih mikroorganizama koja je bila usko povezana upravo s područjem Krvavih slapova.

Među njima su identificirane skupine koje se inače povezuju s morskim okolišem, uključujući dijatomeje, dinoflagelate, haptofite i trepetljikaše.

Mikroorganizmi nisu samo preživjeli – i dalje su aktivni

Još zanimljivije bilo je otkriće da RNK tih organizama pokazuje kako oni nisu samo prisutni, nego su aktivni i normalno obavljaju životne procese duboko ispod ledenjaka.

Budući da morske mikroorganizme vjetar može prenijeti daleko u unutrašnjost kontinenta, znanstvenici su željeli provjeriti jesu li pronađene vrste jednostavno stigle s obale.

No, rezultati nisu podržali tu mogućnost.

Morski eukarioti bili su koncentrirani upravo oko Krvavih slapova, a ne ravnomjerno raspoređeni po suhim dolinama McMurdo. Osim toga, mnogi od njih genetski se razlikuju od današnjih morskih srodnika na način koji odgovara dugotrajnoj izolaciji.

Živi potomci drevnog morskog svijeta

Na temelju svih prikupljenih podataka istraživači smatraju da Krvavi slapovi možda čuvaju potomke drevne morske zajednice koja je ostala zarobljena ispod ledenjaka Taylor kada je davno more preplavilo tu dolinu.

Od tada se Antarktika postupno pretvorila iz znatno toplijeg područja u ledeni kontinent kakav danas poznajemo.

Tijekom milijuna godina klima je postajala sve hladnija i suša, a kontinent je prekriven bilijunima tona leda. Unatoč tome, čini se da su potomci te drevne zajednice nekako uspjeli opstati.

Sol je možda bila ključ njihova preživljavanja

Istraživači pretpostavljaju da je izrazito slana voda predstavljala svojevrsno utočište.

Velika količina soli snižava ledište vode, omogućujući postojanje džepova tekuće vode ispod ledenjaka čak i kada je sve oko njih potpuno zaleđeno.

Pritom su pojedini organizmi razvili prilagodbe koje im omogućuju život u izrazito slanim uvjetima.

Znanstvenici također smatraju da su neki organizmi možda preživjeli vrlo duga razdoblja u stanju mirovanja te ponovno postali aktivni kada su uvjeti to omogućili.

Kombinacija tih mehanizama mogla je omogućiti opstojnost drevne morske zajednice dok se Antarktika gotovo potpuno mijenjala.

Otkriće koje pruža jedinstven pogled u davnu prošlost Zemlje

Ako se tumačenje istraživačkog tima pokaže točnim, Krvavi slapovi predstavljaju iznimno rijedak prirodni fenomen jer čuvaju žive potomke ekosustava koji je postojao prije nastanka današnjeg ledenog pokrova Antarktike te je tijekom brojnih tisućljeća ostao u gotovo nepromijenjenom okruženju.

To znači da znanstvenici više neće morati rekonstruirati taj davno nestali svijet isključivo pomoću stijena i fosila, nego će moći proučavati organizme čiji su preci doista živjeli u tom drevnom okolišu.

Autori istraživanja zaključuju da njihovi rezultati otvaraju potpuno novo područje istraživanja. Kako navode u radu: „Isticanjem ovog područja kao jedinstvenog utočišta drevnih evolucijskih linija, ovo istraživanje postavlja temelje za buduća proučavanja načina na koji reliktni ekosustavi mogu rasvijetliti promjene okoliša u prošlosti i buduću ranjivost polarnih područja.“