Hampir 4.000 spesies mikroorganisme ditemukan di perairan Danau Whillans yang dingin dan gelap, yang berada sekitar setengah mil di bawah lapisan es Antartika.
Salah satu karya ilmiah "paling keren" yang akan diterbitkan pada tahun 2014 adalah pengumuman musim panas ini di jurnal Alam bahwa beragam mikroba tumbuh subur di danau subglasial jauh di bawah lapisan es Antartika. Hampir 4.000 spesies mikroorganisme ditemukan di perairan Danau Whillans yang dingin dan gelap, yang berada sekitar setengah mil di bawah permukaan es. Kehadiran mikroba di salah satu lingkungan paling keras di Bumi dapat memiliki implikasi untuk menemukan kehidupan di tempat lain di tata surya.
Tenda hidup di Danau Whillans. yang terletak di bawah Aliran Es Whillans di tepi tenggara Rak Es Ross di Antartika barat. Kredit Gambar: A. Michaud.
Pada tanggal 27 Januari 2013, tim peneliti yang dipimpin oleh John Priscu dari Montana State University berhasil mengebor 800 meter es (0,5 mil) untuk mencapai perairan Danau Whillans, di mana mereka mengambil sampel air dan sedimen yang masih asli. Mereka menggunakan sistem pengeboran air panas yang dilengkapi dengan desinfektan, radiasi ultraviolet, dan teknologi filtrasi untuk memastikan bahwa sampel bebas dari kontaminasi. Sampel air dan endapan dibawa kembali ke laboratorium dan dianalisis keberadaan mikroorganisme.
Brent Christner dan Alex Michaud mengambil sampel air pertama dari Danau Whillans. Kredit Gambar: Reed Scherer, Universitas Illinois Utara.
Kembali di laboratorium, para ilmuwan mengisolasi bahan genetik (sekuens gen RNA ribosom) dan mendeteksi hampir 4.000 spesies bakteri di dalam air dan hampir 2.500 spesies bakteri dalam sedimen. Tidak hanya jumlah spesies yang tinggi, tetapi jumlah total sel bakteri di dalam air juga tinggi — kepadatannya mencapai 130.000 sel per mililiter air. Tes lain mengkonfirmasi bahwa mikroorganisme ini aktif secara metabolik.
Temuan ini diterbitkan dalam jurnal Alam pada 21 Agustus 2014. Brent Christner, penulis utama studi baru, adalah seorang ahli mikrobiologi di Louisiana State University. Dia mengomentari jumlah sel tinggi dalam artikel berita:
Saya pikir kita semua terkejut dengan angka itu. Kami memiliki danau di sini di kampus yang dapat kami ambil sampelnya dan jumlahnya sekitar dalam kisaran itu.
Tidak seperti komunitas mikroba di danau yang diterangi matahari, yang didorong oleh fotosintesis, komunitas mikroba di perairan yang dalam dan gelap didorong oleh proses kemosintetik. Memang, banyak spesies bakteri yang terdeteksi di Danau Whillan tampaknya mirip dengan kemoautotrof yang dikenal yang menggunakan zat besi, nitrogen, atau senyawa sulfur sebagai sumber energi.
Bakteri dari Danau Whillans. Kredit Gambar: Brent Christner, Universitas Negeri Louisiana.
Danau sub-glasial di Antartika terdiri dari air yang meleleh dari bagian bawah lapisan es. Meskipun suhu sangat dingin, air leleh diproduksi pada kedalaman oleh panas yang disuplai melalui energi panas bumi dan gesekan dari aliran es. Sejak 1990-an, para ilmuwan telah menemukan sekitar 400 danau sub-glasial di Antartika dengan menggunakan teknologi radar penembus es. Studi tentang danau subglasial Antartika lainnya sedang direncanakan untuk masa depan.
Temuan baru ini juga memberi petunjuk di mana mencari kehidupan di tempat lain di tata surya kita. Baik bulan Saturnus, Enceladus dan bulan Jupiter, Europa diyakini memiliki lapisan es tebal yang berada di atas lautan cair.
John Priscu, rekan penulis studi baru ini, mengatakan:
Europa memiliki rak es dan air cair di bawahnya, seperti yang kita temukan di sistem Antartika, yang memungkinkan kita untuk menarik beberapa kesimpulan tentang apa yang mungkin kita temukan di sana. Saya senang ada di sekitar ketika kita akhirnya menembus lingkungan itu untuk mencari kehidupan.
Penulis lain dari studi baru yang diterbitkan di Nature termasuk Amanda Achberger, Carlo Barbante, Sasha Carter, Knut Christianson, Alexander Michaud, Jill Mikucki, Andrew Mitchell, Mark Skidmore, Trista Vick-Majors, dan Tim Ilmu Pengetahuan WISSARD.
Pendanaan untuk proyek ini disediakan oleh National Science Foundation, National Aeronautics and Space Administration, National Ocean and Atmospheric Administration, Space Grant Consortium Montana, Gordon and Betty Moore Foundation, dan Program Antartika Nasional Italia.
Intinya: Sebuah ekosistem mikroba yang beragam dan aktif secara metabolik ditemukan tumbuh subur di Danau Whillan, sebuah danau sub-glasial di Antartika yang terletak setengah mil di bawah lapisan es. Temuan baru ini diterbitkan dalam jurnal Alam pada 21 Agustus 2014.