Как древняя гондванская жизнь пережила ледниковые периоды в Антарктиде




Фото из открытых источников
Антарктида может выглядеть как замерзшая пустыня, населенная только пингвинами, увольняющимися на берег, но некоторые ее части свободны ото льда. Более века назад исследователи были удивлены, узнав, что, хотя жизнь там может и не процветать, она выживает в виде водорослей, бактерий и даже мелких животных, таких как ногохвостки. Родословная этих существ восходит к лесам Гондваны, до Антарктического течения. 
 
Это поднимает вопрос о том, как эти экосистемы пережили ледниковые периоды, когда мы знаем, что многие из обнажений, на которых они сейчас живут, были покрыты толстым слоем льда в течение десятков тысяч лет. В новом исследовании доктора Марка Стивенса из Южно-Австралийского музея и профессора Эндрю Макинтоша из Университета Монаша, которое было опубликовано в Biology Letters, говорится, что решение проблемы лежит в изолированных обнажениях скал, называемых нунатаками.
 
Предыдущие объяснения выживания ногохвостов и их кормовой базы часто основывались на геотермальных источниках. Однако Стивенс и Макинтош отметили, что такие места редко остаются теплыми достаточно долго, чтобы продержаться в течение 100 000-летнего ледникового периода.
 
Более того, таких антарктических Винтерфеллов очень мало. Сравнение генетики видов из разных частей Антарктиды позволяет предположить, что эти формы жизни не мигрировали далеко с тех пор, как закончился ледниковый период, и большинство из них держалось близко к своему локальному участку, и лишь немногие из них имели близлежащую вулканическую активность.
 
Стивенс и Макинтош исследовали альтернативную теорию; что крутые скалистые пики оставались свободными ото льда в течение последнего ледникового периода, что позволяло жизни цепляться за них. 
 
Чтобы проверить это, пара использовала космогенное изотопное датирование, которое изучает, как долго камни подвергались воздействию радиации из космоса. В последние годы этот метод оказался полезным для определения момента отступления ледников из определенных мест. Когда ледяные щиты (или отложения) покрывали скалы, радиация не могла превратить некоторые атомы в радиоактивные изотопы. Измеряя содержание этих изотопов, можно рассчитать продолжительность воздействия.
 
Стивенс и Макинтош обнаружили, что многие нунатаки оставались свободными ото льда на протяжении всего Ледникового периода.
 
«Сегодня все известные виды ногохвостов в Антарктиде встречаются в пределах 100 км от свободных ото льда участков, оставшихся во время последнего ледникового максимума», — сказал Макинтош. «Эти виды также полностью отсутствуют в современных свободных ото льда регионах, которые были бы покрыты льдом».
 
Находясь близко к полюсам и часто на высоте 2 км над уровнем моря, эти места очень холодны антарктической зимой даже сегодня, не говоря уже о двадцати тысячах лет назад.
 
Тем не менее, водоросли сумели в этих условиях фотосинтезировать летом и пережить зиму. Коллемболы питаются непосредственно водорослями или бактериями, расщепляющими первичных продуцентов. Членистоногие способны высушивать свое тело, когда пищи не хватает, и выживать при температуре не ниже -80°C. 
 
Стивенс пояснил, что когда наступает лето, почвы нунатаков могут прогреваться до 30°C, и ногохвостки процветают.
 
Выживание зависело от того, чтобы оставаться близко к краю снежной линии для летней талой воды — по окончании ледникового периода более быстрое таяние, возможно, помогло видам расселиться на недавно открытые территории.
 
Выводы могут иметь важные последствия как в будущем, так и в прошлом. Работа может объяснить, как жизнь пережила эпоху Земли-снежка около 650 миллионов лет назад. Стивенс сказал: «Конечно, сейчас невозможно узнать, где находились эти убежища», что делает невозможной проверку связи. Тем не менее, нунатаки предлагают возможное решение того, что раньше многим казалось необъяснимым».
 
Ногохвостки, скорее всего, сначала выиграют от повышения температуры, в том числе от сопутствующего увеличения количества воды. Однако со временем многие существующие места обитания будут затоплены. «Это произойдет слишком быстро, и они не смогут перемещаться в нужных им местах обитания», - пояснил Стивенс.