水清则无鱼?关于沃斯托克湖的几点疑问
过去的一周,东方湖再次成为头条新闻,一些报道暗示科学家现在已经发现了湖中的生命。他们真的有这样的发现吗?人们对这个神秘的湖了解多少?
东方湖是一个巨大的水体,深约4000米的冰层下。近年来,这个湖受到了很多宣传。几十年来,人们怀疑大陆冰川下存在湖泊。这个特殊的湖位于南极洲的东方站附近。地理学家和南极探险家安德烈·卡皮察于1960年首次发现了这个湖泊。但是直到1993年,卫星激光测高才证实了这个湖的存在。它是南极大陆上最大的冰下湖泊。
自从东方湖被发现以来,人们一直在猜测湖中存在什么样的生命形式——或者根本没有生命。数百万年来,水体一直与地球大气隔离,只留下有限的营养物质,处于完全黑暗的状态。它会非常贫瘠吗?或者它包含许多活化石?那些湖泊中的生命能给人们带来什么样的信息,关于生命生存的极端条件——不仅在地球上,而且在其他寒冷的星球上?
东方湖有生命吗?
或许,或许如此。直到去年左右,科学家才接触到湖泊本身——不仅是钻探数千米冰的艰巨工程任务,还有避免污染长期隐藏在湖中的样本的管理问题。
2012年初,经过几十年的钻探和获取样本的战略规划,一群俄罗斯科学家终于到达了湖面。早在2013年,他们就收集了第一批湖水样本。研究小组现在正在分析这些样本。
什么时候会知道结果?
研究小组已经表示希望明年能公布结果。一个非常诱人的暗示表明,湖里可能有以前没有发现的细菌物种——但是只有在研究人员完成他们正在进行的分析之后,才能得到证实。
湖里可能有生命,还有其他线索吗?
由于担心湖泊会被污染,湖泊本身将无法进入,所以许多科学家从湖的上方检查了冰芯,并把重点放在冰芯底部的所谓“积冰”上。结冰曾经是湖的一部分,然后结冰并附着在覆盖湖上端的冰层上——因此,这些冰沉积物中的物质可能为理解湖本身所含的物质提供线索。
1999年,《科学》杂志上的一篇论文描述了东方站下方3590米处的冰积物中的微生物——这个深度距离湖泊只有几百米。在过去的10年里,其他研究小组已经检查了冰中的细菌。总的来说,与地球上的大多数环境相比,研究人员将在这些冰沉积物中观察到低浓度的细菌——但他们发现了一个包含细菌和真菌的复杂微生物生态系统的可能性,这些细菌和真菌可能存在于不同的生态区域。
为什么南极洲的东方湖再次成为关注的焦点?
最新的研究结果最近发表在《公共科学图书馆——综合》杂志上:俄亥俄州布林格市格林州立大学的博士后尤里·史塔克曼和他的同事们在冰积物中发现了惊人的微生物多样性——这是迄今为止提出的最多样化的微生物群。
通过对冰层中发现的细菌进行培养和核酸测序,研究人员发现了3500多个独特的基因序列(主要来自细菌,一些来自多细胞真核生物)。此外,发现的基因序列与居住在地球其他地方的细菌和真核生物非常相似,包括湖泊、海洋环境、深海沉积物、深海温泉,当然还有寒冷环境。
湖里有鱼吗?
也许吧。科学家仍在寻找冰中鱼类的证据,但相关研究小组已经发现了甲壳类动物、软体动物、海葵和鱼类的基因序列——他们还发现了一些细菌的基因序列,这些细菌在较大物种的共生体中很常见。
与此同时,他们还指出,数百万年前东方湖与大气有过接触,因此在此期间,湖体内形成了一个复杂的生物网络。然而,尚不清楚哪些物种仍然生活在湖里。
目前的情况如何?
尽管人们仍在等待来自湖泊的直接证据,但现有的证据似乎越来越多,以证明东方湖不是没有生命的。(杨继华)
《中国科学日报》(第三版国际版,2013年7月15日)