اکنون دانشمندان نمونههایی از میکروبهای خاصی که در یک محفظه بزرگ از آب شیرین مایع زیر بیش از ۹ متر (۳۰ فوت) یخ جامد زنده ماندهاند، به دست آوردهاند.
این اکوسیستم احتمالاً درون این حباب یخی حدود ۱۴ میلیون سال وجود داشته است، زمانی که احتمالاً دریاچه برای اولین بار در پایان یک دوره بسیار گرمتر از تاریخ زمین یخ زد.
دریاچه انیگما که در منطقه «شمالی فوترها»ی قطب جنوب و میان یخچالهای «آمورفوس» و «بولدر کلی» قرار دارد، با دمای متوسط -۱۴ درجه سانتیگراد (۶.۸ درجه فارنهایت)، پیشتر گمان میرفت کاملاً یخ زده باشد.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی میکروبیولوژیستها فرانچسکو اسمیدیل و ویولتا لا کونو از مؤسسه علوم قطبی ایتالیا و زمینشناس استفانو اوربینی از مؤسسه ملی ژئوفیزیک و آتشفشانشناسی ایتالیا، با استفاده از رادار نفوذکننده به زمین ترکیب دریاچه را بررسی کردند، حباب مایع پنهان را شناسایی کردند و نمونههایی از آب داخل آن جمعآوری کردند.
برای جلوگیری از آلودگی این زیستبوم محافظتشده، از یک مته الکتریکی برای حفر ۳ متر اول یخ استفاده شد و لایههای باقیمانده با استفاده از مته حرارتی و حفر آب گرم، با استفاده از آب استریلشده و گرم شدهی یخهای خرد شده از مرحله حفر مکانیکی، مورد کاوش قرار گرفتند.
تیم تحقیقاتی نوشت: «دریاچه انیگما از اکوسیستم میکروبی با تنوع فیلوژنتیکی بالا و بیومس قابل توجه پشتیبانی میکند که در میان دریاچههای قطب جنوب با پوشش دائمی یخ منحصربهفرد است.»
«پلانکتونها و موجودات کفزی یخپوش دریاچه انیگما احتمالاً نمایانگر زیستبوم باقیماندهای هستند که از اکوسیستم میکروبی باستانی دریاچه پیش از یخ زدن شکل گرفتهاند.»
این موجودات متنوع، نقشهای مختلفی را در یک زنجیره غذایی ساده آبی ایفا میکنند، از تولید اولیه از طریق فتوسنتز گرفته تا همزیستی خارجی و شکار.
در میان این موجودات، گونههایی از Pseudomonadota، Actinobacteriota، و Bacteroidota مشاهده شد، به همراه تعداد غیرمنتظرهای از Patescibacteria که در ستون آب زیرزمینی در حال شکوفایی بودند.
کف دریاچه، که با یک دوربین کوچک مشاهده شد، پوشیده از تشکهای میکروبی متنوعی بود که توسط سیانوباکتریهای تولیدکننده اکسیژن که در یخ و ستون آب دریاچه یافت نمیشدند، غالب بودند.
برخی از این تشکها شبیه «فرشی ضخیم و چروکیده» به نظر میرسیدند و گاهی ساختارهایی «شبیه درختان بیشکل بزرگ» که تا ارتفاع ۴۰ سانتیمتر رشد کرده و تا قطر ۶۰ سانتیمتر (۲ فوت) گسترش یافته بودند، دیده میشدند. در مکان دیگری از حفاری، لایههای باکتریایی به شکل قلههای شبیه تپههای شنی شکل گرفته بودند.
دانشمندان بر این باورند که ستون آب بسیار پایدار، تحت فشار و شیمیایی لایهبندی شده که حداقل ۱۲ متر عمق دارد، احتمالاً از یخچال آمورفوس در نزدیکی تغذیه میشود.
کشف اعضای سوپرفیلم Patescibacteria بسیار جالب است، زیرا هرچند که در محیطهای کماکسیژن دیگر در قطب جنوب پیدا شدهاند، اما هرگز در یک دریاچه پوشیده از یخ دیده نشده بودند.
ستون آب دریاچه انیگما سطوح غیرطبیعی بالایی از اکسیژن محلول دارد، که زیستگاه معمول برای Patescibacteria نیست.
این سوپرفیلم که به نظر میرسد بخش بزرگی از تنوع میکروبی روی زمین را تشکیل میدهد، به سختی در کشت و آزمایشهای PCR شناسایی میشود و به همین دلیل به عنوان «ماده تاریک میکروبی» شناخته میشود.
این باکتریها بسیار کوچک و بسیار ساده هستند و بسیاری از قابلیتهای معمول دیگر میکروبها را ندارند. به همین دلیل، تقریباً همیشه همزیست باکتریها یا آرکئاهای دیگر هستند.
نویسندگان خاطرنشان کردند: «Patescibacteriaهای بسیار کوچک ممکن است نقشهای غیرمعمولی در اکوسیستم دریاچه ایفا کنند که در دیگر دریاچههای پوشیده از یخ قطب جنوب دیده نمیشوند.»