Oltre l’estremo: organismi nel Lago Vostok, dove vivere era impossibile
Il lago Vostok, in Antartide, è sepolto sotto una coltre di ghiaccio spessa 3700 metri ed è così buio, freddo e profondo che gli scienziati lo avevano ritenuto un esempio di come avrebbe potuto essere l’ambiente estremo di altri pianeti, dove non era immaginabile alcuna forma di vita, almeno per come la conosciamo noi.
Tuttavia, il dott. Scott Rogers, professore di Scienze biologiche alla Bowling Green State University (BGSU) dell’Ohio, ed il suo team hanno scoperto in quel lago una sorprendente varietà di forme di vita, che non solo vivono, ma si riproducono pure, in quell’ambiente così estremo.
Alla fine del mese di giugno scorso, la rivista PLosONE ha pubblicato un dettaglio delle numerose specie individuate dal gruppo di studiosi per mezzo del sequenziamento di DNA e RNA.
“Sta cambiando il limite di ciò che è abitabile da ciò che non lo è!”, ha dichiarato Rogers.
Il lago Vostok, il settimo più grande (in volume) ed il quarto dei laghi più profondi della Terra, è anche il più grande dei 400 laghi subglaciali che si trovano in Antartide. Il ghiaccio lo copre da 15 milioni di anni ed esercita una forte pressione sulle sue acque, dove sono disponibili poche sostanze nutritive. E’situato molto al di sotto del livello del mare, in una depressione che si è formata 60 milioni di anni fa, durante la rottura e gli spostamenti delle placche continentali.
Le condizioni ambientali sono talmente dure che gli scienziati che vi lavorano debbono essere dotati di attrezzature particolari e di una adeguata preparazione, raggiunta attraverso opportuni corsi di sopravvivenza.
La maggior parte degli scienziati riteneva il lago completamente inospitale per qualsiasi forma di vita.
Il dott. Scott Rogers, invece, non era di questo avviso.
Lavorando su sezioni dello strato più profondo di ghiaccio, rimasto immerso nell’acqua del lago sul fondo del ghiacciaio, Rogers ha esaminato attentamente il ghiaccio, limpido come diamante, che si è formato ad opera delle pressioni e delle temperature relativamente più calde trovate a quella profondità.
Il suo team ha effettuato campionature in due aree del lago, nel bacino principale a Sud e in una baia all’estremità Sud-occidentale.
“Abbiamo scoperto una situazione più complessa di quanto ci si aspettasse”, ha detto Rogers. “E’ stato possibile osservare quanto sia tenace la vita, e il modo in cui gli organismi possano sopravvivere in luoghi dove, solo una ventina di anni fa, si riteneva che nulla potesse sopravvivere”.
Con il sequenziamento di DNA e RNA dai campioni di ghiaccio, il team ha individuato e identificato migliaia di batteri, tra cui alcuni che, di norma, si trovano nei sistemi digestivi di pesci, crostacei, anellidi, oltre a funghi e due specie di Archaea, gli organismi unicellulari che vivono solo in ambienti estremi.
Sono state identificate anche altre specie, associate con habitat di sedimenti lacustri o marini: gli psicrofili, organismi che vivono in condizioni di freddo estremo; e i termofili, batteri propri di temperature estreme, comprese tra i 42°C e i 122°C, tipici di sorgenti idrotermali profonde del lago.
Rogers è del parere che la presenza di specie marine associate a specie di acqua dolce supporta l’ipotesi che il lago, in passato, sia stato collegato al mare e che l’acqua dolce sia originata dall’apporto ingente e continuo dovuto alla fusione del ghiacciaio.
Il maggior numero complessivo di specie è stato rinvenuto nella zona vicina alla baia sud-occidentale, dove sembra si svolga gran parte dell’attività biologica del lago, sia per quanto riguarda le specie comuni agli ambienti di acque dolci, che per le specie marine come psicrofili e termofili.
Numerose altre specie rimangono sconosciute.
“Molte delle specie sequenziate sono ciò che ci si aspetta di trovare in un lago”, ha affermato Rogers. “La maggior parte degli organismi sembra essere di acqua dolce, ma molte sono specie che di solito vivono in sedimenti marini o lacustri”.
Per Yuri M. Shtarkman, giunto alla BGSU da S.Pietroburgo, in Russia, il progetto si è mostrato così avvincente che prevede una vita intera di studi su di esso.“E’ un progetto molto impegnativo e più si studia, più si vorrebbe sapere”, ha detto. “Ogni giorno si scopre qualcosa di nuovo, che porta ad altre domande cui dover rispondere. Studiando il DNA ambientale e l’RNA, ci si chiede quanto queste sequenze siano simili a quelle di organismi già identificati e depositati nelle banche dati nazionali. Stiamo tracciando l’evoluzione e l’ecologia del lago stesso”.
Più di 35 milioni di anni fa l’Antartide aveva un clima temperato ed era abitato da un insieme eterogeneo di animali e piante.
Circa 34 milioni di anni fa, secondo Rogers “si è verificato un enorme calo di temperatura” e il ghiaccio ha coperto il lago quando questo era ancora collegato con l’Oceano meridionale. L’evento ha prodotto un abbassamento del livello del mare di circa 300 metri che ha isolato il lago Vostok dall’Oceano.
La copertura di ghiaccio non era persistente ma si alternava con riduzioni della massa, finchè un secondo incisivo abbassamento di temperatura ebbe luogo 14 milioni di anni fa ed il livello del mare tornò ad abbassarsi ulteriormente.
Il ghiacciaio, avanzando attraverso il lago, lo immerse nel buio totale, isolandolo dall’atmosfera e portando una crescente pressione sull’acqua per il peso del ghiaccio.
Mentre molte specie sono probabilmente scomparse dal lago, molte altre sembrano essere sopravvissute, come indicano i risultati di Rogers
La ricerca del team di Rogers si è basata sul sequenziamento di DNA e RNA e si è avvalsa di ricostruzioni al computer per analizzare la grandissima quantità di dati.
Nella ricerca, sono stati tuttavia riportati solo i dati di cui si ha assoluta certezza, quelli che permetteranno ai ricercatori di aggiungere nuove specie all’elenco degli abitatori del lago più inospitale della Terra, dove la vita ha adottato soluzioni che nessuno avrebbe mai sospettato.
Leonardo Debbia
14 luglio 2013
