В течение многих лет ученые пытались определить климат прошлого, чтобы сделать более точные прогнозы будущих климатических условий. Сейчас произошел прорыв в методологии реконструкции климата на основе микробных молекулярных ископаемых. Исследователи под руководством Базельского университета проанализировали образцы донных отложений, собранные из более чем 30 швейцарских озер. Их результаты могут быть применены к озерам по всему миру, как сообщают ученые в PNAS.
Остатки бактерий, обнаруженные в озерных отложениях, важны для реконструкции прошлых условий окружающей среды. В частности, клеточные фрагменты, известные как мембранные липиды, позволяют геологам-климатологам делать выводы об исторических температурах. Группа под руководством профессора Морица Леманна и доктора Хельге Ниманн из Департамента наук об окружающей среде Базельского университета исследовала очень специфический класс чувствительных к климату липидов в 36 альпийских озерах.
Их применение в реконструкции климата известно давно, но биологические источники липидов оставались неясными. Это сильно усложняло их применение в качестве индикатора температуры. «Первоначально мы предполагали, что эти соединения в основном производятся бактериями в почве и вымываются в озера реками. Но все больше данных свидетельствуют о том, что они также образуются в самой озерной воде», - объясняет Леманн. Поэтому целью исследовательского проекта было охарактеризовать экологию неизвестных бактерий, которые производят эти липиды.
Ссылка на метан
В основе исследований лежало озеро Лугано в Швейцарии, которое предлагает выдающуюся модельную систему благодаря своей сильной стратификации и большой глубине.«Используя анализ стабильных изотопов, мы смогли показать, что эти бактериальные липиды в основном образуются в холодных глубоких водах озера, где истощен кислород и присутствует большое количество парникового газа метана», - говорит доктор Юки Вебер. ведущий автор исследования. Затем ученые смогли подтвердить свои выводы на озере Лугано с помощью аналогичных измерений в 35 других альпийских озерах.
В дополнение к анализу липидов исследователи также применили молекулярно-биологические методы, которые позволили им зафиксировать бактериальное разнообразие на различной глубине воды в озере Лугано. Впервые исследовательская группа смогла показать, что эти липиды, чувствительные к изменению климата, вырабатываются в совершенно разных условиях окружающей среды разными группами микробов, обитающими на разных глубинах воды.
Уточнение палеотермометра
Несмотря на многочисленные факторы окружающей среды, которые могут влиять на состав этих липидов, исследователи смогли определить условия, при которых липидный термометр по-прежнему дает надежные оценки температуры.«С помощью анализа стабильных изотопов углерода мы теперь можем определить, образовались ли липиды в почве или в озерной воде. Поэтому мы уверены, что наше исследование внесет важный вклад в улучшение палеоклиматических данных во всем мире», - заключает Вебер.