Vědci „znovu probudili“ starověké mikroby z permafrostu – a zjistěte, že brzy začnou chrlit CO2
Mikroby, které byly v permafrostu pozastaveny až 40 000 let, by se mohly „znovu probudit“ a začít chrlit se skleníkové plyny Pokud arktická léta rostou mnohem déle, naznačuje nový výzkum.
Za budoucích klimatických podmínek, mikroby, které byly spící od Poslední doba ledová (2,6 milionu až 11 700 lety) může podle studie zveřejněné 23. září v Journal of Geophysical Research: Geosciences. Pokud tak učiní i pro část roku, vědci varují, že by to mohlo vyvolat zpětnou vazbu, která by urychlila permafrost thaw a Globální oteplování.
„Možná budete mít jediný horký den v Aljašském létě, ale na tom, na čem je mnohem víc, je prodloužení letní sezóny, kde tyto teplé teploty sahají na podzim a na jaře,“ autor vedoucího studie Tristan CaroPostdoktorský výzkumný spolupracovník v geobiologii v Caltech, řekl v a prohlášení.
Caro a jeho kolegové shromáždili vzorky z výzkumného tunelu Permafrostu poblíž Fairbanks. Tunel sedí 50 stop (15 metrů) pod zemí a rozprostírá více než 350 stop (107 m) do permafrostu a během pozdní pleistocénské epochy nabízí pohled do života (před 129 000 až 11 700 lety).
Jejich cílem bylo určit resuscitaci a míru růstu v mikrobech, které během této doby žily. Ale když Caro vstoupil do tunelu, také si všiml Mammoth a Bison Bones Podle prohlášení vyčnívající z ledových zdí.
„První věc, kterou si všimneš, když jdete, je, že to voní opravdu špatně,“ řekl Caro, který provedl výzkum jako postgraduální student na University of Colorado Boulder. „Pro mikrobiologa je to velmi vzrušující, protože zajímavé pachy jsou často mikrobiální.“
Zpět v laboratoři vědci promočili vzorky do vody obsahující neobvykle těžké atomy vodíku, známé také jako Deuterium. Poté inkubovali vzorky v chladničkách nastavených na 25, 39 nebo 54 stupňů Fahrenheita (mínus 4, 4 a 12 stupňů Celsia) a pravidelně je zkoumali z hlediska změn v mikrobiální aktivitě.
„Chtěli jsme simulovat, co se děje v aljašském létě, za budoucích podmínek klimatu, kde tyto teploty dosáhnou hlubších oblastí permafrostu,“ řekl Caro.
Jeden měsíc po experimentu se tým nevšiml příliš mnoho změn, a to ani ve dvou teplejších vzorcích. Hrst mikrobů se probudila z jejich dlouhého spánku, ale pouze 0,001% až 0,01% buněk bylo denně nahrazeno novými aktivními.
V následujících měsících se však všechno změnilo. Deuterium ve vzorcích umožnilo vědcům sledovat, kolik vodních mikrobů konzumovaných pro stavbu mastných membrán kolem jejich buněk. To odhalilo, že starověké organismy přednostně produkovaly mastné kyseliny zvané glykolipidy, o nichž si vědci myslí, že mohou být zapojeni do kryokonzervace.
Šest měsíců po experimentu, mikroby inkubované při 39 ° F a 54 F podrobily „dramatické“ změny ve struktuře komunity a úrovni aktivity, podle studie. Vzorky byly méně rozmanité než aktivní vrstvy permafrostu, ale mikroby byly stejně aktivní jako jejich modernější protějšky, dokonce produkovaly slizké struktury zvané biofilmy, které byly viditelné pouhým okem.
„Nejedná se o mrtvé vzorky v žádném případě,“ řekl Caro.
Výsledky mají důsledky pro klima Arktidy a Země, protože mikroby v permafrostu přežívají v organické hmotě, kterou přeměňují na oxid uhličitý a metan. Globální teploty jsou rostou rychleji v Arktidě než kdekoli jinde na světě, Rozmrazení permafrostu za alarmující sazby a po prodloužení času. Jako Arktická léta rostou déle A teploty rostou v hlubších vrstvách, kolonie starověkých mikrobů by se mohly probudit a začít emitovat uhlík.
Permafrost v severních regionech v současné době platí Asi dvakrát tolik Uhlík jako zemská atmosféra, tak rozsáhlá vydání by mohla významně přispět ke změně klimatu. Tím by se zrychlilo tání permafrostu a spustilo by začarovaný cyklus oteplování, více tání a více oteplování.
„Je to jeden z největších neznámých v klimatických reakcích,“ spoluautor studie Sebastianská hlavaVe svém prohlášení uvedl docent geologických věd na University of Colorado Boulder. „Jak ovlivní rozmrazení všech těchto zmrazených půdy, kde víme, že jsou uloženy tuny uhlíku, ekologie těchto regionů a míru změny klimatu?“
Studie však zkoumala pouze starověké mikroby z jednoho místa a mikroby v jiných regionech mohou na oteplování reagovat odlišně, poznamenali vědci.
„Na světě je tolik permafrostu – na Aljašce, na Sibiři a v dalších severních chladných oblastech,“ řekl Caro. „Vzorkovali jsme jen jeden malý kousek toho.“
