Сенсация для климатологов. Арктические микробы, которые спали тысячелетиями, показали неожиданно медленную активацию

Его стены пронизаны костями мамонтов, которые выступают наружу, напоминая о древней истории региона. Но команда исследователей прибыла сюда не ради ископаемых останков. Их цель была значительно мельче — и значительно вонючее. Геолог Тристан Каро описал первое впечатление от тоннеля как запах затхлого подвала, который слишком долго оставался закрытым. Для микробиолога это — обнадеживающий знак, ведь неприятные запахи часто свидетельствуют об активности микроорганизмов.

После того как исследователи привыкли к резкому запаху, они сосредоточились на сборе образцов вечной мерзлоты, каждый из которых содержал тысячи микроскопических организмов. Эти микробы провели до 40 тысяч лет в замороженном состоянии, но пришло время пробуждения. Их изучение могло помочь ученым лучше понять — и, возможно, подготовиться к — изменениям, которые кажутся неизбежными на фоне глобального потепления. Как пояснил геолог Себастиан Копф из Университета Колорадо в Боулдере, одним из самых больших неизвестных факторов в климатических процессах является то, как таяние вечной мерзлоты, содержащей огромные запасы углерода, повлияет на экологию регионов и темпы изменений климата.

Микроорганизмы питаются органическими веществами, а в процессе выделяют метан и углекислый газ — два самых мощных парниковых газа, которые человечество пытается сократить. Основная угроза заключается в том, что таяние мерзлоты может высвободить еще больше микробов, что создаст замкнутый круг выбросов. По словам Каро, эти образцы отнюдь не мертвы — они способны поддерживать активную жизнь, разлагать органику и превращать ее в углекислый газ.

Чтобы смоделировать возможные сценарии потепления в Арктике, исследователи добавили воду к образцам. Микробы не только разлагают органические вещества, но и используют воду для создания жировых мембран, которые окружают клетки. Образцы инкубировали при температуре от 4 до 12 градусов Цельсия — это выше точки замерзания и чрезвычайно тепло для арктических условий. Как отметил Каро, целью было смоделировать лето в Аляске в условиях будущего климата, когда тепло будет проникать глубже в мерзлоту.

Результаты исследования, опубликованные в журнале JGR Biogeosciences, обнаружили неожиданную динамику. Обычно бактерии обновляют клетки колонии за несколько часов, но в случае с мерзлотными образцами этот процесс был чрезвычайно медленным — иногда только одна клетка на 100 тысяч в день. Однако примерно через полгода популяции резко возросли. Некоторые колонии стали настолько большими, что образовали биопленку — густое вещество, которое можно увидеть невооруженным глазом.

Температура, как оказалось, имела меньшее влияние на рост клеток, чем ожидали исследователи. Внезапное повышение температуры не ускоряло размножение микробов. Это открытие имеет важное значение для Арктики, где лето становится не только теплее, но и продолжительнее. Как пояснил Каро, даже один жаркий день не имеет такого значения, как постепенное удлинение теплого сезона, когда повышенные температуры распространяются на весну и осень.

Причины такого поведения древних микробов после пробуждения остаются непонятными. Также неизвестно, наблюдается ли подобная медленная активация в других колониях по всему миру. Каро подчеркнул, что вечной мерзлоты очень много — в Аляске, Сибири и других северных регионах, а исследование охватило лишь крошечную ее часть.

Существует еще одна важная проблема. Хотя авторы исследования сомневаются, что их образцы могут представлять угрозу для людей, они все же соблюдали осторожность, сохраняя микробы в контролируемой среде. Другие виды бактерий, которые просыпаются после длительного сна в мерзлоте, могут оказаться менее дружелюбными.