Туннель в вечной мерзлоте Инженерного корпуса армии США недалеко от Фэрбенкса, Аляска
- Источник:
Tristan Caro
В ходе нового исследования группа геологов и биологов под руководством Калифорнийского университета в Боулдере воскресила древние микробы, которые находились во льду — в некоторых случаях около 40 тысяч лет.
Исследование посвящено вечной мерзлоте планеты. Это так называется замерзшая смесь почвы, льда и горных пород, которая покрывает почти четверть территории Северного полушария. Это ледяное кладбище, где останки животных и растений, а также множество бактерий и других микроорганизмов застыли во времени. Так было до тех пор, пока любопытные учёные не попытались их разбудить.
Группа исследователей обнаружила, что если разморозить вечную мерзлоту, то микробам потребуется некоторое время, чтобы активизироваться. Но через несколько месяцев, словно проснувшись после долгого сна, они начинают образовывать процветающие колонии.
«Это ни в коем случае не мертвые образцы, — сказал Тристан Каро (Tristan Caro), ведущий автор исследования и бывший аспирант факультета геологических наук Колорадского университета в Боулдере. — Они все ещё вполне способны поддерживать жизнедеятельность, которая может расщеплять органические вещества и выделять углекислый газ».
Каро и его коллеги опубликовали свои выводы в журнале Исследование имеет большое значение для сохранения здоровья жителей Арктики и всей планеты.
Сегодня вечная мерзлота в мире тает с пугающей скоростью из-за антропогенного изменения климата. Ученые исследователи обеспокоены тем, 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.
Долгий сон
Чтобы изучить эти неизведанные территории, исследователи отправились в уникальное место — Туннель в вечной мерзлоте Инженерного корпуса армии США. Этот объект уходит более чем на 106,6 метра в промерзшую землю под центральной частью Аляски.
Когда Каро вошел в туннель, ширина которого была примерно как у шахты, он увидел, что из стен торчат кости древних бизонов и мамонтов.
«Первое, что вы замечаете, когда заходите туда, — это очень неприятный запах. Пахнет затхлым подвалом, который слишком долго не проветривали, — говорит Каро, который сейчас работает научным сотрудником в Калифорнийском технологическом институте. — Для микробиолога это очень интересно, потому что необычные запахи часто связаны с микроорганизмами».
Ученый берет образец со стен Туннеля вечной мерзлоты
- Источник:
Tristan Caro
Во время исследования ученые взяли образцы вечной мерзлоты возрастом от нескольких тысяч до десятков тысяч лет со стен туннеля. Затем они добавили в образцы воду и инкубировали их при температуре 3,8 и 12,2 градуса по Цельсию — прохладно для человека, но для Арктики — настоящий кипяток.
«Мы хотели смоделировать, что происходит летом на Аляске в условиях будущего климата, когда эти температуры достигают более глубоких слоев вечной мерзлоты», — сказал Каро.
Исследователи использовали воду, состоящую из необычно тяжелых атомов водорода, также известных как дейтерий. Это позволило им отследить, как микробы поглощают воду, а затем используют водород для создания мембран из жирового материала, которые окружают все живые клетки.
Арктическое лето
То, что они увидели, их поразило. В первые несколько месяцев эти колонии росли очень медленно, в некоторых случаях заменяя лишь одну из 100 тысяч клеток в день. В лабораторных условиях большинство бактериальных колоний могут полностью обновиться за несколько часов.
Но к шестому месяцу все изменилось. Некоторые бактериальные колонии даже образовали липкие структуры, называемые «биопленками», которые можно увидеть невооруженным глазом.
Каро сказал, что эти микробы, скорее всего, не могут заразить людей, но команда все равно держала их в герметичных камерах.
Он добавил, что при более высоких температурах колонии, похоже, не пробуждаются намного быстрее. Эти результаты могут быть полезны при изучении таяния вечной мерзлоты в реальных условиях: после периода высокой температуры микробам может потребоваться несколько месяцев, чтобы стать достаточно активными и начать выбрасывать в воздух большие объёмы парниковых газов.
Другими словами, чем длиннее арктическое лето, тем выше риски для планеты.
«Летом на Аляске может быть всего один жаркий день, но гораздо важнее то, что летний сезон становится длиннее и теплые температуры сохраняются осенью и весной», — говорит Каро.
Он добавил, что в отношении этих микробов остается много открытых вопросов, например, ведут ли себя древние организмы одинаково в разных точках мира.
«В мире так много вечной мерзлоты — на Аляске, в Сибири и других холодных северных регионах, — сказала Каро. — Мы исследовали лишь малую часть этого».
Таяние льдов изучают по всем миру. Недавно международная группа ученых, пришла к выводу, что масштабное таяние морского льда в Антарктике вызвано неожиданным и пока необъяснимым повышением солености вод Южного океана.
