Спали тысячи лет: микробы из вечной мерзлоты «проснулись»

Группа геологов и биологов под руководством ученых из Университета Колорадо в Боулдере разбудила микробов, заточенные в вечной мерзлоте. Возраст некоторых из них составляет 40 тысяч лет, сообщает Phys.org.

Вечная мерзлота – это замороженная смесь почвы, льда и горных пород, которая покрывает почти четверть суши в Северном полушарии. Это своего рода кладбище, в котором застыли во времени останки растений и животных, а также бактерии и другие микроорганизмы.

Ученые выяснили, что после размораживания вечной мерзлоты, микробам потребуется некоторое время, чтобы активизироваться. Но через несколько месяцев, словно после долгого сна, они начинают формировать процветающие колонии.

«Это ни в коем случае не мертвые образцы. Они все еще вполне способны поддерживать активную жизнь, способную разлагать органические вещества и выделять их в виде углекислого газа», - сказал Тристан Каро, ведущий автор исследования и бывший аспирант кафедры геологии Университета Колорадо в Боулдере.

Антропогенные изменения климата заставляют вечную мерзлоту таять с пугающей скоростью. Ученые 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 одна из самых больших неизвестных тем в климатических реакциях. Как таяние всей этой мерзлоты, в которой, как мы знаем, хранятся тонны углерода, повлияет на экологию этих регионов и скорость изменения климата?», - сказал соавтор исследования Себастьян Копф, профессор геологических наук в Университете Колорадо в Боулдере.

Чтобы исследовать эти неизвестные области, исследователи отправились в туннель вечной мерзлоты Инженерного корпуса армии США. Этот исследовательский центр уходит более чем на 106 метров в глубь мерзлой земли под центральной Аляской.

«Первое, что вы замечаете, войдя туда, – это ужасный запах. Он пахнет как затхлый подвал, который слишком долго простоял. Для микробиолога это очень интересно, потому что интересные запахи часто имеют микробное происхождение», - сказал Каро.

Ученые собрали образцы вечной мерзлоты возрастом от нескольких тысяч до десятков тысяч лет со стен туннеля. Затем они добавили к образцам воду и инкубировали их при температуре 39 и 54 градуса по Фаренгейту (3,8 и 12,2 градуса Цельсия).

«Мы хотели смоделировать, что происходит летом на Аляске, в будущих климатических условиях, когда такие температуры достигают более глубоких участков вечной мерзлоты», — сказал Каро. Вместе с тем, ученые использовали воду, состоящую из необычно тяжелых атомов водорода, также известного как дейтерий. Это позволило им отслеживать, как микробы поглощают воду, а затем использовать водород для построения мембран из жирового материала, окружающего все живые клетки.

В первые несколько месяцев эти колонии росли очень медленно, в некоторых случаях заменяя лишь примерно одну из 100 тысяч клеток в день. В лабораторных условиях большинство бактериальных колоний могут полностью обновиться за несколько часов.

Но через полгода все изменилось. Некоторые колонии даже образовали биопленки, которые можно было увидеть невооруженным глазом. Исследователи считают, что эти микробы не могут заразить людей, но все равно держали их в герметичных камерах.

Исследование может показать, что происходит при таянии вечной мерзлоты в реальных условиях: после периода  тепла микробам может потребоваться несколько месяцев, чтобы стать достаточно активными и начать выделять парниковые газы в воздух в больших объемах. То есть, чем длиннее арктическое лето, тем выше риски для планеты.

Ранее ученые рассказали, почему части сибирской тундры периодически взрываются, в результате чего образуются гигантские кратеры.