Mikroby sprzed 40 000 lat wybudzone spod Alaski mogą zmienić klimat, a przy okazji strasznie cuchną

Wieczna zmarzlina skrywa wiele sekretów, a naukowcy chętnie ją badają. Ostatnio zespół geologów i biologów pod kierownictwem Uniwersytetu Kolorado w Boulder wskrzesił starożytne mikroby uwięzione w lodzie. Niektóre z nich miały 40 000 lat i... strasznie śmierdziały.

Globalne ocieplenie nie działa na korzyść wiecznej zmarzliny naszej planety, która pokrywa prawie jedną czwartą powierzchni lądów na półkuli północnej. Jest to mieszanka gleby, lodu i skał, która pozostaje zamrożona przez co najmniej dwa lata, i w której szczątki zwierząt i roślin, a także liczne bakterie i inne mikroorganizmy utknęły w czasie. Przynajmniej do momentu, w którym pchani ciekawością naukowcy spróbują je obudzić.

Badacze udali się do ośrodka badawczego Permafrost Tunnel Research Facility, czyli 106-metrowego tunelu, który rozciąga się coraz dalej w głąb zamarzniętego gruntu pod Alaską. Podczas tej podróży pojawiło się coś niespodziewanego: ostry zapach w powietrzu i szczątki bizonów i mamutów w zamarzniętych ścianach,

- To w żadnym wypadku nie są martwe próbki - powiedział Tristan Caro, główny autor badania i były student geologii na Uniwersytecie Kolorado w Boulder. - Wciąż są w stanie zapewnić przetrwanie bujnemu życiu, które rozkłada materię organiczną i uwalnia ją w postaci dwutlenku węgla.

Naukowcy rozmrozili próbki z wiecznej zmarzliny, aby odkryć, że mikroby, które w niej żyły, po upływie pewnego czasu, uaktywniły się. Wystarczyło kilka miesięcy, by zaczęły tworzyć się kolonie.

Globalne ocieplenie sprawia, że wieczna zmarzlina topnieje w alarmującym tempie. Eksperci obawiają się, że będzie to miało katastrofalne skutki, ponieważ rozmrażające się mikroby zaczną rozkładać materię organiczną, uwalniając do atmosfery jeszcze więcej dwutlenku węgla i metanu - silnych gazów cieplarnianych.

- Pierwszą rzeczną, jaką zauważyliśmy, wchodząc do środka, był paskudny zapach, przypominający stęchłą piwnicę - powiedział Caro. - Dla mikrobiologa to bardzo ekscytujące, ponieważ ciekawe zapachy często pochodzą od mikroorganizmów.

Próbki zawierające uśpione mikroby zostały zabrane do laboratorium, gdzie powoli podgrzano je do temperatury od 4 do 12 stopni Celsjusza.

- Chcieliśmy zasymulować, co dzieje się latem na Alasce w przyszłych warunkach klimatycznych, kiedy temperatury te dotrą do głębszych warstw wiecznej zmarzliny - wyjaśnił Caro.

Mikroby były karmione wodą wzbogaconą ciężkimi atomami wodoru, znanymi jako deuter. Dzięki temu naukowcy mogli śledzić, jak wchłaniały wodę i wykorzystywały wodór do budowy błon komórkowych.

W ciągu pierwszych kilku miesięcy kolonie rosły bardzo powoli, w niektórych przypadkach zastępując tylko około jednej na 100 000 komórek dziennie - dla porównania w warunkach laboratoryjnych większość kolonii bakteryjnych ulega całkowitej wymianie w ciągu kilku godzin.

Po sześciu miesiącach nastąpił przełom: niektóre kolonie utworzyły nawet lepkie struktury zwane biofilmami, które można zobaczyć gołym okiem i stanowią znak, że bakterie mają się dobrze.

Wyniki te są cennym wglądem w przyszłość: co się stanie, kiedy wieczna zmarzlina będzie topnieć? Dobrą wiadomością jest to, że minie parę miesięcy po fali upałów, nim mikroby staną się na tyle aktywne, żeby zacząć emitować do powietrza duże ilości gazów cieplarnianych.

- W lecie na Alasce może zdarzyć się jeden upalny dzień, ale znacznie ważniejsze jest wydłużenie sezonu letniego, dzięki czemu ciepłe temperatury utrzymują się również jesienią i wiosną - tłumaczył Caro.

Caro stwierdził, że na szczęście jest mała szansa, aby te drobnoustroje mogły zarażać ludzi, lecz mimo to zachowano ostrożność i badacze trzymali je w szczelnych komorach.

Alaska nie jest jedynym miejscem na świecie, gdzie występuje wieczna zmarzlina, a żaden z tych regionów nie jest odporny na zmiany klimatu. W rezultacie wraz z postępem ocieplenia planety uaktywnić się mogą całe kolonie mikrobów, a nie wiadomo, czy wszystkie z nich zachowują się podobnie do tych, które zbadano.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie JGR Biogeosciences.