Спали тисячі років: мікроби з вічної мерзлоти “прокинулися”

Група геологів і біологів під керівництвом вчених з Університету Колорадо в Боулдері розбудила мікробів, які були ув’язнені у вічній мерзлоті. Вік деяких із них становить 40 тисяч років, повідомляє Phys.org.

Вічна мерзлота – це заморожена суміш ґрунту, льоду і гірських порід, яка покриває майже чверть суші в Північній півкулі. Це своєрідний цвинтар, у якому застигли в часі останки рослин і тварин, а також бактерії та інші мікроорганізми.

Вчені з’ясували, що після розморожування вічної мерзлоти, мікробам знадобиться деякий час, щоб активізуватися. Але через кілька місяців, немов після довгого сну, вони починають формувати процвітаючі колонії.

“Це в жодному разі не мертві зразки. Вони все ще цілком здатні підтримувати активне життя, здатне розкладати органічні речовини і виділяти їх у вигляді вуглекислого газу”, – сказав Трістан Каро, провідний автор дослідження і колишній аспірант кафедри геології Університету Колорадо в Боулдері.

Антропогенні зміни клімату змушують вічну мерзлоту танути з лякаючою швидкістю. Вчені побоюються, що ця тенденція може запустити порочне коло. У міру танення вічної мерзлоти мікроби, що живуть у ґрунті, почнуть розкладати органічні речовини, викидаючи їх у повітря у вигляді вуглекислого газу і метану — потужних парникових газів.

“Це одна з найбільших невідомих тем у кліматичних реакціях. Як танення всієї цієї мерзлоти, в якій, як ми знаємо, зберігаються тонни вуглецю, вплине на екологію цих регіонів і швидкість зміни клімату?”, – сказав співавтор дослідження Себастьян Копф, професор геологічних наук в Університеті Колорадо в Боулдері.

Щоб дослідити ці невідомі області, дослідники вирушили в тунель вічної мерзлоти Інженерного корпусу армії США. Цей дослідницький центр йде більш ніж на 106 метрів у глиб мерзлої землі під центральною Аляскою.

“Перше, що ви помічаєте, увійшовши туди, – це жахливий запах. Він пахне як затхлий підвал, який занадто довго простояв. Для мікробіолога це дуже цікаво, тому що цікаві запахи часто мають мікробне походження”, – сказав Каро.

Вчені зібрали зразки вічної мерзлоти віком від кількох тисяч до десятків тисяч років зі стін тунелю. Потім вони додали до зразків воду та інкубували їх за температури 39 і 54 градуси за Фаренгейтом (3,8 і 12,2 градуса Цельсія).

“Ми хотіли змоделювати, що відбувається влітку на Алясці, в майбутніх кліматичних умовах, коли такі температури досягають глибших ділянок вічної мерзлоти”, — сказав Каро. Разом з тим, вчені використали воду, що складається з незвично важких атомів водню, також відомого як дейтерій. Це дозволило їм відстежувати, як мікроби поглинають воду, а потім використовувати водень для побудови мембран з жирового матеріалу, що оточує всі живі клітини.

У перші кілька місяців ці колонії зростали дуже повільно, у деяких випадках замінюючи лише приблизно одну зі 100 тисяч клітин на день. У лабораторних умовах більшість бактеріальних колоній можуть повністю оновитися за кілька годин.

Але через півроку все змінилося. Деякі колонії навіть утворили біоплівки, які можна було побачити неозброєним оком. Дослідники вважають, що ці мікроби не можуть заразити людей, але все одно тримали їх у герметичних камерах.

Дослідження може показати, що відбувається під час танення вічної мерзлоти в реальних умовах: після періоду тепла мікробам може знадобитися кілька місяців, щоб стати досить активними і почати виділяти парникові гази в повітря у великих обсягах. Тобто, чим довше арктичне літо, тим вищі ризики для планети.