Исследователи возродили микробов плейстоценового возраста

Фото из открытых источников

Ученые воскресили древние микробы из образцов вечной мерзлоты позднего плейстоцена (до 40 000 лет), собранных в четырёх местах в туннеле для исследований вечной мерзлоты недалеко от Фэрбанкса, Аляска. Они обнаружили, что микробы в оттаивающей подземной мерзлоте сначала медленно «пробуждаются», но в течение шести месяцев микробное сообщество претерпевает радикальные изменения. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.

Сегодня вечная мерзлота во всем мире тает с угрожающей скоростью из-за антропогенного изменения климата.

Учёные опасаются, что эта тенденция может запустить порочный круг. По мере таяния вечной мерзлоты микробы, живущие в почве, начнут разлагать органические вещества, выбрасывая их в воздух в виде углекислого газа и метана — мощных парниковых газов.

«Это один из самых неизвестных факторов в мерах реагирования на изменение климата», — сказал профессор Себастьян Копф из Университета Колорадо в Боулдере. «Как таяние всей этой мерзлой земли, в которой, как мы знаем, хранятся тонны углерода, повлияет на экологию этих регионов и скорость изменения климата?»

Чтобы исследовать эти неизвестные области, исследователи отправились в уникальное место — туннель вечной мерзлоты Инженерного корпуса армии США.

Этот исследовательский центр уходит более чем на 107 м в мерзлую землю под центральной Аляской.

Ученые собрали со стен туннеля образцы вечной мерзлоты возрастом от нескольких тысяч до десятков тысяч лет.

Затем они добавили к образцам воду и инкубировали их при температурах 4 и 12 градусов по Цельсию — это прохладно для человека, но просто кипяток для Арктики.

«Мы хотели смоделировать, что происходит летом на Аляске в будущих климатических условиях, когда эти температуры достигают более глубоких участков вечной мерзлоты», — сказал Тристан Каро из Калифорнийского технологического института.

Авторы полагались на воду, состоящую из необычно тяжелых атомов водорода, также известного как дейтерий.

Это позволило им проследить, как их микробы поглощали воду, а затем использовали водород для создания мембран из жирового материала, которые окружают все живые клетки.

В первые несколько месяцев эти колонии росли очень медленно, в некоторых случаях заменяя лишь примерно одну из 100 000 клеток в день.

В лабораторных условиях большинство бактериальных колоний могут полностью обновиться в течение нескольких часов.

Но через полгода всё изменилось. Некоторые бактериальные колонии даже образовали биоплёнки, которые можно увидеть невооружённым глазом.

«Эти микробы, скорее всего, не могли заразить людей, но мы все равно держали их в герметичных камерах», — отметил Каро. «При более высоких температурах колонии, похоже, не просыпались намного быстрее».

Результаты могут послужить уроком для таяния вечной мерзлоты в реальных условиях: после жаркого периода может потребоваться несколько месяцев, чтобы микробы стали достаточно активными и начали выделять парниковые газы в воздух в больших объемах.

Другими словами, чем длиннее лето в Арктике, тем больше рисков для планеты.

Летом на Аляске может быть один жаркий день, но гораздо важнее то, что летний сезон становится длиннее, и эти теплые температуры сохраняются осенью и весной.

«Все еще остается много открытых вопросов об этих микробах, например, ведут ли себя древние организмы одинаково в разных местах по всему миру.  В мире так много вечной мерзлоты — на Аляске, в Сибири и других северных холодных регионах. Мы исследовали лишь крошечный её кусочек», - резюмировали ученые.