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独家:埋在南极湖中的微小动物尸体

2020-02-09 13:04:31来源:

科学家在距南极600公里的一个南极埋没的湖泊中钻探,发现了令人惊讶的古代生命迹象:在一公里的冰块中保存着微小动物的尸体。

在冰川下的美世湖中发现了甲壳类动物和一种比罂粟种子还小的罂粟种子,这种水域积淀了数千年。到目前为止,人类只是通过冰穿透雷达和其他遥感技术间接看到了湖泊1。但是,这种情况在12月26日发生了变化,当时由美国国家科学基金会(NSF)资助的研究人员成功地融化了一条狭窄的入口,该入口穿过冰层到达下方的水。

发现那里的动物是“完全出乎意料的”?内布拉斯加州林肯大学的微型古生物学家戴维·哈伍德说,他是此次探险活动的一部分,该探险活动被称为SALSA(南极冰河下科学通道)。

当生物学家意识到至少有一些来自默瑟湖的野兽是陆生动物时,这种好奇就加深了。八足的节肢动物类似于已知居住在潮湿土壤中的物种。看起来像蠕虫的东西实际上是陆地上的植物或真菌的卷须。而且尽管科学家们不能排除甲壳类动物是海洋居民的可能性,但它们也同样可能来自被冰覆盖的小湖泊。

研究人员现在认为,在过去一万年或十二万年前的冰川消退的短暂温暖时期,这些生物栖息在距美世湖约50公里的跨南极山脉的池塘和溪流中。后来,随着气候变冷,冰窒息了动物的这些绿洲。甲壳类动物和缓坡生物如何到达默瑟湖仍是一个有争议的问题。当SALSA小组尝试使用碳测年法确定材料的年龄并尝试对生物的DNA进行测序时,答案可能会出现。结合历史,可以揭示出几千年前南极冰川退缩的时间和距离。

加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的冰川学家Slawek Tulaczyk说:“他的确很酷。”他不是SALSA团队的一员。“这绝对令人惊讶。”图拉奇克自1990年代以来一直研究从冰川冰层下回收的沉积物,他说在冰盖下从未发现过类似的东西。他是前一次探险队的共同负责人,他于2013年在距Mercer2湖50公里的Whillans湖中钻探了一个冰下的南极湖。科学家发现惠兰斯湖充满了微生物,但没有发现更高的生命迹象。

图拉奇克说,就默瑟湖而言,冰下的河流可能已经将动物尸体和真菌从山上冲到了湖上。或者这些生物可能已经冻结在冰川的底部,随着冰川的前进,它们将它们拖出了山脉。换句话说,了解跨南极山脉历史悠久的关键可能埋在50公里外的湖底。

及时冻结

这个传奇始于12月30日,当时SALSA科学家们举起了测量水温的仪器,并刮掉了灰褐色的湖面泥浆。

当Harwood在显微镜下滑动泥浆时,他发现了他所希望的:硅藻壳,数百万年前生存和死亡的光合藻类,当时南极变暖,无冰的海洋覆盖了现在的湖美世。但是他发现玻璃状硅藻碎片中有一些不合时宜的地方:一个像虾一样的甲壳类动物的壳,腿上仍然附着着。它的甲壳上有斑点和变色,“就像在地上呆了一个季节的老叶子”?哈伍德说。

古生物学家很快发现了甲壳动物的另一壳,这是一种健康的琥珀色,并且仍然充满着细腻的头发。他说:“看上去真的很新鲜。”“就像活着的东西一样。”这样的想法是,合理的想法和想法很奇怪,那就是,活着的动物可能会在与外界隔绝的这个黑暗的水域中飞来飞去。

湖水样本中的氧气足以支持水生动物,并且充满细菌-每毫升至少10,000个细胞。哈伍德想知道,最初来自海洋的小动物是否可能通过放牧细菌而在那里生存。

还有其他理由怀疑海洋动物可能进入默瑟湖。五千到一万年前,冰盖短暂变薄,使海水侵入了几百米厚的浮冰下,到达了现在的默瑟湖3。当冰盖变厚时,任何与海洋一同进入的动物都可能被困在水的口袋中,并且再一次像海床盖一样停下来。

潮起潮落

科学家们知道,在南极洲的其他地区也发生了类似的事情,尽管程度不那么极端。大陆的逐渐隆升将浅海海湾变成了孤立的湖泊。在这些湖泊中的一些中,微小的海洋c足类甲壳动物似乎已经存活了数千年4,可能在数米长的永久性冰层下被困了很长时间。

那些被冰雪覆盖的湖泊仍然受到昏暗的阳光照射,使甲壳类藻类可以吃。但是,诸如美世(Mercer)之类的冰河下湖泊则更为艰难。没有阳光穿透它们的冷冻帽,因此细菌通过吞噬生活在数百万年前的微小浮游生物和硅藻中的矿物质和有机物而生存,当时湖床是一片开放海洋的一部分6。大多数生物学家都不相信这些湖泊中的细菌能够迅速生长,甚至无法为最小的水生动物提供食物。

博兹曼州蒙大拿州立大学的湖泊生态学家,SALSA项目负责人约翰·普里斯库(John Priscu)在发现动物尸体几天后,在1月3日大自然通过卫星电话与他交谈时非常谨慎,但很兴奋。他担心他的团队在湖中发现的小东西可能仅仅是脏设备带入的污染物。他说:“对于提出索赔,我们非常谨慎,同时允许在默瑟湖发现活着的动物,这将是一个真正的惊喜”,如果发生的话。(在下面,观看一段陷入默瑟湖的视频)。

信用:Bob Zook和John Winans / SALSA科学团队

为了排除污染,他的团队重新清洁了齿轮并回收了更多的泥浆。当哈伍德用显微镜凝视着新的泥浆时,他继续发现甲壳类动物的贝壳和生物,它们与蠕虫几乎像蠕虫一样。但是他和SALSA营地中的任何人都没有专门研究动物。一个更可靠的解释将不得不等到其他科学家看到这些样本之后才能进行。

过去的明信片

1月8日,这发生在南极海岸默瑟湖西北900公里的NSF基地麦克默多站。当一位名叫拜伦·亚当斯(Byron Adams)的动物生态学家对从默瑟湖(Lake Mercer)回收的泥浆进行显微镜训练时,他迅速发现了一些熟悉的生物。人们开始对它们的重要性有了新的认识。

不属于SALSA团队的犹他州普罗沃杨百翰大学的研究员亚当斯(Adams)将蠕虫状物体识别为线状植物或真菌。他曾在南极洲一个没有冰川的干旱谷地区看到过这些动物,以及甲壳类动物和节肢动物,无论它们死活。他还曾在穿越大陆内部的跨南极山脉7中看到过其中一些生物。

亚当斯几乎可以肯定,当科学家将它们从湖中捞出时,这些生物已经死亡了数千年。他认为他们曾经生活在跨南极山脉中,并在他们死后的某个时候被运送到默瑟湖,距今已有数千到数万年的历史。与湖中发现的其他古老生物(例如硅藻)相比,这些遗骸还很年轻,据认为它们已经存在于数百万年前。

他说:“那是来自默瑟湖的东西,真是太神奇了,它不是超级古老。”“嘿,没死那么久。”这样保存完好的car体提供了一个有趣的机会。通过确定这些生物的生存时间,以及它们需要什么样的环境,生物学家可以了解南极洲过去的一系列冷热天气。

重建大陆历史的工作通常落在地球科学家身上,但在这种情况下并非如此。亚当斯说:“当生物学开始考虑这个问题时,泪水真的很酷。”“有一个生物学告诉我们的故事”,“为什么冰川学家回去重新考虑您的模型。”?/ p>

SALSA科学家完成了在默瑟湖的工作,并于1月5日封闭了钻孔。当他们带着样品回家时,该项目进入了一个更慢,更有条理的阶段。在接下来的几个月中,研究小组将尝试使用放射性碳测年法确定动物遗体的年龄;这将揭示他们是否小于40,000岁。

科学家还将尝试对to体,泥浆和湖水中的DNA碎片进行测序,以期查明甲壳类动物是属于海洋物种还是淡水物种。the体中碳的化学分析还可以证实这些动物是否生活在以光合作用藻为食的阳光照射的生态系统中,或者某些动物是否可能在黑暗的冰下环境中存活了一段时间。

亚当斯(Adams)一方面完全没有放弃某些动物曾经生活在冰下,甚至至今仍然生活的可能性。当他从默瑟湖(Lake Mercer)的泥泞中探视时,他“正在看活着的东西”,这就是我想看到的东西。但这只是一个很小的样本,几乎不值一茶匙。他说,如果亚当斯本可以研究更多的问题,“您仍然可能找到还活着的东西”?

自然565,405-406(2019)