Ovan jord, Antarktis verkar karg och steril. Men gömt i varma fickor av vulkaniska isgrottor, mångfaldigt växt- och djurliv kan blomstra. Ånga och gas som sprutas av aktiva vulkaner vid berget Erebus på kontinenten Ross Island, och vid tre vulkaner i närliggande Victoria Land, har ristat upp uppvärmda oaser i iskupoler, torn och grottsystem.

"Grottorna är täckta med is, och det finns is runt om, men vissa är lika varma som en sommardag - över 20 grader Celsius [68 grader Fahrenheit], "Ceridwen Fraser från Australian National University's Fenner School of Environment &Society berättar för HowStuffWorks via e -post." I de flesta fall det är ganska mörkt eftersom det inte kommer mycket ljus genom den tjocka isen, men i andra, där istäcket är tunt, ljus kan filtrera igenom. "

Det är i dessa grottor som Frasers forskargrupp samlade jordprover som gav DNA från dussintals växt- och djurarter. Det mesta av det DNA som samlats in från grottorna matchar arter av, säga, mossa, alger och nematoder som redan upptäckts på andra platser på kontinenten. Men Fraser säger att teamet också identifierade livets genetik som kan vara unik för den ovanliga miljön i de vulkaniska isgrottorna.

"Det fanns några sekvenser som inte överensstämde med DNA i onlinedatabaser ... vilket får mig att undra om det kan finnas arter som är speciellt anpassade till grottorna och inte finns någon annanstans, "Fraser säger." Det öppnar dörrarna till några spännande upptäckter om biologisk mångfald i Antarktis. "

Medan DNA som fångats från de vulkaniska områdena inte slutgiltigt bevisade att platserna är värd levande former av växter och djur, proverna ger ändå en lockande inblick i vilka livsformer som kan leva där. Forskarnas nästa steg blir att hitta direkta bevis - nämligen själva livet - i prover.

Letar efter liv på alla hårda platser

Att få prover från de antarktiska vulkaniska platserna är ingen lätt uppgift. Laurie Connell, en forskare inom molekylär och biomedicinsk vetenskap vid University of Maine, är medförfattare till studien som ledde laget till de geotermiska platserna. Resan "tar mycket av dig, "säger hon i en telefonintervju. När forskarna väl nått kontinenten, de flög med helikopter halvvägs upp på berget Erebus. De stannade i tält minst två nätter för att anpassa sig till de högre höjderna, och därifrån vandrade de eller snöskotrade till isgrottan.

Vid ett tillfälle tvingades Connell och hennes kollegor att åka ur en snöstorm och tillbringade fyra långa dagar fast i sina tält när vind och snö ylade ute. Eftersom förhållandena var så hårda, de kunde inte lämna tälten för att gå på toaletten ("Vi hade en bajs hink i tältet, "Säger Connell) eller för att få tillgång till deras matlager.

"Det var över Thanksgiving så vi bestämde oss för att spara vår återstående torra soppblandning och kex till Thanksgiving day, "Säger Connell." När vi vaknade på Thanksgiving för vår "fest" och gjorde vår soppa, vi insåg att vårt varmvatten inte längre var varmt - bara ljummet. Det var ganska patetiskt. "

När forskarna väl lyckades nå fältstationen vid vulkanen Mount Erebus, där temperaturer från de geotermiska platserna når minus 30 grader Fahrenheit (minus 34 grader Celsius), laget flög ut till olika platser och använde rep och selar för att komma åt en rad geotermiska funktioner. Funktionerna omfattade områden av jord som värmdes upp från vulkanaktiviteten, men fortfarande utsatt; "ishumrar, "som är kupoler av instabil is som täcker en värmesprutande vulkanventil, och istorn och grottor som presenterade invecklade labyrinter av isiga undervärldar.

Bland det oidentifierade DNA som återfanns på vulkaniska platser, den närmaste match forskarna kunde hitta är leddjur. Denna kategori av djur har yttre skal och fogade lemmar, och inkluderar över en miljon kända arter, allt från hummer till tusenben till mikroskopiska copepoder.

Leddjur har hittats någon annanstans på Antarktis kontinent, inklusive på fläckar av exponerad mark som bara utgör 0,3 procent (eller mindre) av Antarktis som inte är täckt med is. I dessa regioner, livet måste kämpa inte bara med extrem kyla, men också med extrem torrhet. Även om mycket av kontinenten är belagd med is som är upp till 5 kilometer tjock i delar, Antarktis inre regioner får i genomsnitt bara 5 cm nederbörd - främst snö - varje år.

Men trots de hårda förhållandena som finns borta från kusten, Antarktis är värd för stora biomer under isen som forskare nu utforskar.

En öken som vimlar av organismer

"Vi tänker på Antarktis som en ödemark, "Fraser säger, "men även i den extrema miljön trivs livet på fantastiska platser - på stenar på toppen av bergen, i de nedre lagren av havsis, i torra "öknar" - varför inte också i dessa varma, gästvänliga grottor ihåliga av ånga mellan isen och berget? "

I östra Antarktis, Vostoksjön ligger begravd under 3,7 kilometer is och har inte varit nära utomhus i cirka 15 miljoner år. Prover tagna från sjön i en orelaterad studie gav genetiska sekvenser för 3, 507 igenkännliga arter, enligt en studie från 2013, liksom cirka 10, 000 arter som ännu inte är kända för vetenskapen. Forskare har också hittat hårda former av bakterier i nätverk av salt flytande vatten som upptäckts vid Antarktis McMurdo Dry Valleys, som har slående, blodröda fall av järnrikt utflöde.

Dock, forskare måste vara medvetna om huruvida DNA de hittar på dessa extrema Antarktisplatser representerar liv som verkligen existerar där, eller organismer som transporterades in och kvarstod endast tillfälligt. "Organismer kan transporteras antenn - särskilt mikrober och sporer - eller genom oavsiktlig kontaminering av kläder, vetenskapliga redskap, etc., "säger Bradley Tebo, en professor vid Oregon Health and Science University som också har åkt på expeditioner för att ta prover på Mount Erebus.

Verkligen, Connell säger att hennes team var medvetna om att en brittisk grupp toppade Mount Erebus för över 100 år sedan och besökte många av de platser där de tog sina prover. Sex män från teamet av den brittiske upptäcktsresande Robert Falcon Scott vågade sig fram till 12, 448 fot lång (3, 794 meter hög) vulkan 1912 för att samla geologiska exemplar och göra undersökningar av regionen.

"Vi hittade fragment av askträd och andra saker som de sannolikt hade i sin utrustning, "Connell säger." Så en av våra frågor är vilken av DNA:t som representerar saker som blev över från dessa mycket tidiga expeditioner till Antarktis och som kan representera livet där nu? "

Fortfarande, DNA -upptäckterna vid berget Erebus kan bara representera en bråkdel av olika liv som finns i dess vulkaniska isgrottor. Antarktis är hem för mer än 100 vulkaner, var och en kan vara värd för sitt eget nätverk av isgrottor och tunnlar.

"Vi vet ännu inte hur många grottsystem som finns runt Antarktis vulkaner, eller hur sammankopplade dessa subglaciala miljöer kan vara, "Charles Lee, en annan medförfattare till forskningen, sade i ett uttalande. "De är verkligen svåra att identifiera, ta dig till och utforska. "

Antarktis kan vara svårt att komma till och utforska, men det finns ännu mer utmanande platser. Många forskare tror att förstå livet och dess omgivningar i det hårda klimatet i Antarktis kan ge ledtrådar till möjligt liv på platser på ännu mer extrema platser - som Mars.

"Denna forskning, och annan forskning tyder på att vulkanisk aktivitet kan främja liv under extrema förhållanden, "Säger Fraser." Och ja, det finns potential att runt vulkaner på andra planeter och månar kan vi hitta liv, även när utsatta atmosfäriska förhållanden är hårda. "

NASA gör stora ansträngningar för att se till att robotar som skickas till Mars inte är förorenade med spår av liv från jorden. Sådana spår kan kasta resultat från provtagning som utförs av rovers medan de är på den röda planeten. Självklart, att skilja nativt DNA från kontaminerande DNA i prover från Antarktis är lättare, eftersom platsen i fråga redan finns här på jorden. Connell säger att forskare kan ta direktprov och sedan kan utföra kulturtester för att avgöra om livet fortfarande är aktivt på de geotermiska platserna. Hon och hennes kollegor har utfört den här typen av tester och planerar att publicera resultat snart.