Duizenden jaren onder het poolijs

Onder een dikke ijslaag op Antarctica leven 4.000 soorten micro-organismen in totale afzondering. De zoektocht naar de soorten is een race tussen boorteams van de Amerikanen, Britten en Russen.

Foto Corbis

Onder een ijslaag van 800 meter diepte op de Zuidpool leeft een rijke gemeenschap van bacteriën. Een Amerikaans team dat in januari 2013 met veel moeite een gat boorde tot onder die ijslaag, publiceerde zijn vondsten afgelopen week in Nature.

Onder de enorme ijslaag leven wel 4.000 soorten micro-organismen. „Ik was verrast hoe rijk het ecosysteem was”, zegt onderzoeker John Priscu in een begeleidend nieuwsartikel in Nature.

De bacteriën vormen een van de meest geïsoleerde ecosystemen op aarde. Ze leven in zoetwatermeren die diep onder de ijskap liggen. Het ijs is er gesmolten door aardwarmte en door de druk en beweging van het ijs. Zulke meren bedekken meer dan de helft (circa 55 procent) van de bodem onder de Antarctische ijskap.

„Wij keken uit naar de resultaten”, zegt marien microbioloog Henk Bolhuis van het zee-instituut NIOZ. „Mogelijk hebben deze bacteriën zich honderdduizenden jaren zonder invloed van de buitenwereld ontwikkeld, en zonder invloed van de mens.”

Voor bacteriën geldt: is er water?

Het lag wel in de verwachting dát er onder het ijs bacteriën zouden worden gevonden, zegt Bolhuis. „Je moet wel héél extreme milieus hebben, met hitte van meer dan 200 graden of zo, om geen bacteriën te vinden.” Er leven zelfs bacteriën in de aardkorst. „Als er maar water is.”

De zoektocht naar bacteriën onder het landijs van Antarctica leek de afgelopen jaren op een race. In de Antarctische zomer van 2012-2013 waren zowel Amerikanen, Britten als Russen op het continent met een eigen boorteam, elk op een andere locatie.

De Britten moesten afhaken na materiaalpech, de Russen brachten als eerste watermonsters boven. Maar zij hebben hun resultaten nog altijd niet gepubliceerd. De Amerikanen, die in januari 2013 30 liter water bovenbrachten uit Lake Whillans, wonnen.

Net als in de zee

Het Amerikaanse team laat in zijn artikel zien dat de bacteriën leven van de bodem (organisch materiaal en mineralen) en van elkaars dode resten. De bacteriegemeenschap lijkt op die in diepzeeën, met ongeveer gelijke omstandigheden. Er is geen zonlicht, nauwelijks voedsel en warmte. Bolhuis: „De basis van ecosystemen is altijd hetzelfde. Je gaat geen soorten vinden die nergens op lijken.”

Teleurstellend, wellicht? „Helemaal niet, integendeel”, zegt zijn Britse vakgenoot Martyn Tranter opgetogen aan de telefoon. Tranter, van de University of Bristol, schreef het begeleidend commentaar in Nature. „Het is fantastisch dat de fundamentele processen op aarde overal hetzelfde blijken.”

Dieren, schimmels of eencellige diertjes zijn in eerste analyses niet gevonden. Waarschijnlijk is er voor die organismen te weinig te eten.

Bijzonder is dat veel van de bacteriën lijken te teren op resten van het zeeleven van miljoenen jaren geleden. Destijds was het gebied bedekt met een ondiepe zee en dwarrelden dode dieren en planten naar de zeebodem. Een deel van dat organisch materiaal zit er nog steeds, denkt Priscu’s team.

Wat zit er in Lake Vostok?

Sommige bacteriën eten het en leven ervan. „Maar het zal karig zijn”, zegt Tranter. „Het zit daar al zo lang – de gemakkelijk verteerbare deeltjes zijn vergaan.” Veel bacteriën profiteren op een andere manier van dat dode materiaal. Ze laten de stikstofbestanddelen (ammonium) oxideren en halen daar energie uit. „Dat die ‘nitrificeerders’ zo veel voorkomen, daar keek ik wel van op.” Het meest zijn er bacteriën die energie opwekken door rots (met ijzer en zwavel) te laten reageren met zuurstof. „Dat had ik wel verwacht”, zegt de Brit.

Nu is het wachten op watermonsters uit andere delen van Antarctica. Zouden die monsters ook bacteriën bevatten, en welke soorten? Lake Whillans ligt onder 800 meter ijs vrij ondiep (elders ligt meer dan 3,5 kilometer dik ijs op het continent) en op slechts 100 kilometer van het uiteinde van de ijskap.

Dat kan betekenen dat er nog vrij recent (in de orde van duizenden jaren geleden) micro-organismen zijn terechtgekomen. Meren verder weg, zoals Lake Vostok waar de Russen boorden, zijn miljoenen jaren geïsoleerd. Bolhuis: „Maar ook duizenden jaren is een boel generaties voor bacteriën.”

    • Hester van Santen