Živa vremenska kapsula zamrznuta u dubinama jezera Enigma na Antarktici sadrži jedinstveni ekosistem koji je izoliran od ostatka svijeta jer mu se površina trajno zaledila.
Sada su naučnici dohvatili uzorke jedinstvenih mikroba koji su preživjeli u masivnoj komori tekuće slatke vode ispod više od 9 metara čvrstog leda.
Ovaj ekosistem potencijalno postoji unutar ledenog mjehura 14 miliona godina, što je moglo biti kada se jezero prvi put zaledilo na kraju mnogo toplijeg razdoblja na Zemlji.
Smatralo se da je jezero Enigma skroz zaleđeno, budući da se nalazi u sjevernom podnožju Antarktika, smješteno između ledenjaka Amorphous i Boulder Clay, u regiji s prosječnom temperaturom od -14 °C.
Predvođeni mikrobiolozima Francescom Smedileom i Violettom la Cono s Italijanskog instituta za polarne nauke i geofizičarom Stefanom Urbinijem s italijanskog Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju, istraživački tim je upotrijebio radar koji prodire u zemlju kako bi ispitao sastav jezera, otkrivajući skriveni mjehurić tekućine i bušenje za uzorke vode unutar.
Posebno se pazilo da se spriječi kontaminacija ovog zaštićenog bioma: električna bušilica korištena je za prva 3 metra leda, dok su preostali slojevi izbušeni otapanjem toplinske glave i bušenjem vrućom vodom. Oni koriste steriliziranu i zagrijanu vodu formiranu od ledenih mrvica prikupljenih tokom mehaničke faze bušenja kao neku vrstu tekućeg svrdla.
"Jezero Enigma podržava filogenetski raznolik mikrobni ekosistem visoke biomase koji je jedinstven među antarktičkim jezerima koja su višegodišnje prekrivena ledom", piše tim.
"Ledom zatvorena planktonska i bentoska mikrobiota jezera Enigma vjerovatno predstavlja postojanu naslijeđenu biotu koja je nastala iz drevnog mikrobnog ekosistema jezera prije zamrzavanja."
Ta različita stvorenja, otkrili su, zauzimaju različite uloge unutar jednostavne mreže vodene hrane, u rasponu od primarne proizvodnje preko fotosinteze, do ektosimbioze i grabežljivosti.
Među njima su bile vrste Pseudomonadota, Actinobacteriota i Bacteroidota, zajedno s neočekivanim obiljem Patescibacteria koje su uspijevale u podzemnom vodenom stupcu.
Jezersko dno, otkrila je sićušna kamera, prekriveno je bioraznolikim mikrobnim prostirkama, kojima dominiraju cijanobakterije koje proizvode kisik, a kojih inače nije bilo u ledenom i vodenom stupcu jezera.
Neke od tih prostirki nalikovale su "zgužvanom debelom tepihu", s povremenim izbočinama "velikih amorfnih struktura nalik stablu" koje su se uzdizale 40 centimetara u visinu i imale do 60 centimetara u promjeru. Drugo mjesto bušenja otkrilo je da je bakterijska izraslina formirala krajolik vrhova nalik na dine.
Naučnici misle da se vrlo stabilan, pod pritiskom i hemijski slojeviti vodeni stupac, koji je dubok najmanje 12 metara, vjerovatno 'hrani' iz obližnjeg Amorfnog ledenjaka.
Otkriće pripadnika superphyluma Patescibacteria posebno je zanimljivo jer, iako su pronađeni u drugim okruženjima s niskim sadržajem kisika na Antarktiku, nikada prije nisu viđeni u jezeru prekrivenom ledom.
Vodeni stupac jezera Enigma ima abnormalno visoke razine otopljenog kisika - što nije uobičajeno stanište za patescibacteria.
Smatra se da ovaj superfil čini znatan dio mikrobne raznolikosti na Zemlji, a ipak izbjegava detekciju u kulturi i PCR testovima, zbog čega je dobio nadimak ' mikrobna tamna tvar'.
Te su bakterije iznimno male i iznimno jednostavne, nedostaju im mnoge uobičajene sposobnosti drugih mikroba. Kao rezultat toga, oni su gotovo uvijek simbiotski s drugim domaćinima bakterijama ili arhejama.
"Posebno ultramale Patescibacteria mogu igrati neobične uloge u ekosustavu jezera koje nemaju u drugim ledom prekrivenim antarktičkim jezerima", napominju autori.
