Новое понимание микробов и вирусов в тающей вечной мерзлоте в Швеции может помочь ученым лучше прогнозировать темпы изменения климата.
Микробы оказывают значительное влияние на глобальное потепление, в первую очередь за счет производства - или потребления - метана, и теперь доступны новые подробности о генетике этих микроскопических существ благодаря трем исследованиям, проведенным в рамках совместного проекта. исследователями из Университета штата Огайо.
Исследование опубликовано в журналах Nature, Nature Microbiology и ISME Journal.
«Из-за глобального изменения климата огромные площади вечной мерзлоты быстро нагреваются. Для микробов они подобны морозильным камерам, полным сочных куриных обедов, которые оттаивают», - сказала Вирджиния Рич, доцент кафедры микробиологии в Огайо. Состояние и автор исследования.
"Во многих случаях микробы пользуются этой ситуацией, чтобы пережевывать то, что находится в вечной мерзлоте, и выдыхать метан. Этот метан действительно оказывает сильное воздействие на окружающую среду, его способность согревать климат в 33 раза больше, чем у углекислого газа."
Многие из этих бактериальных «потребителей» и вирусы, влияющие на них, впервые были идентифицированы в этих исследованиях.
Хотя у ученых есть четкое представление об опасностях таяния вечной мерзлоты для выделения метана, у них не так много подробностей о тонкостях этих микробных сообществ и их вкладе в этот процесс.
Проблема в том, что мы не знаем всех задействованных микробов и того, как они будут реагировать на изменение климата, когда условия станут теплее и влажнее, и не можем лучше предсказать, что произойдет в ближайшие десятилетия. нам нужно больше информации о ключевых игроках», - сказал Рич.
Мэтт Салливан, профессор микробиологии в штате Огайо и старший автор исследования вируса, сказал, что исследование также важно, потому что оно вносит большой вклад в общее понимание того, что происходит в почве.
«Хотя за последние десятилетия мы многое узнали об океанских вирусах, мы почти ничего не знаем о почвенных вирусах», - сказал он. «Вирусы, использованные в этой работе, настолько новы, что они удвоили общее количество известных вирусов в мире».
Многонациональное исследование было проведено в части Швеции за Полярным кругом, одном из лучших мест в мире для изучения таяния вечной мерзлоты из-за происходящих там быстрых изменений, а также из-за давних и хорошо задокументированных научных исследований. работать в этом районе, сказал Рич.
Группа исследователей из 10 организаций, обладающих опытом в различных областях, включая микробиологию, геохимию и моделирование климата, совместно работает над проектом IsoGenie под руководством Рича из штата Огайо, чтобы выяснить, как они могут лучше прогнозировать будущее изменение климата на основе лучшего понимания связей между микробами и геохимией.
В ходе этих исследований они обнаружили в почве более 1500 микробных геномов, что в 100 раз больше, чем было доступно ранее для этих местообитаний. Они также обнаружили более 1900 новых вирусных популяций, которые ранее не были идентифицированы. Геном - это полный набор генов, присутствующих в организме.
Исследователи смогли связать более трети вирусов с микробами, на которые они воздействуют.
«Теперь у нас есть дорожная карта на основе этих геномов, чтобы мы могли понять роли, которые они играют в этих сообществах», - сказал Салливан.
Изучая геномы микробов, команда смогла выяснить, какими способностями они обладают.
Теперь у нас есть не только их отпечатки пальцев, но и их резюме, чтобы знать, кто они и на что способны. Следующий шаг - выяснить, чем они на самом деле активно занимаются в поле, - сказал Рич.
Это важно по нескольким причинам, сказала она.
Это позволит ученым-климатологам лучше оценивать скорость изменения климата, давая людям более четкий график реагирования. По словам Рича, изучение этих быстро меняющихся мест обитания также помогает общественности лучше понять реалии изменения климата. Кроме того, могут быть возможности для смягчения этих последствий, в том числе потенциал «удобрения» участков вечной мерзлоты для стимулирования активности микробов, защищающих окружающую среду, сказала она..
Не все, что касается микробных сообществ вечной мерзлоты, является плохой новостью. Некоторые из них, называемые метанотрофами, потребляют метан из почвы до того, как он попадет в воздух, что полезно для окружающей среды.
«По мере того, как условия становятся теплее и влажнее, микробы будут меняться, и некоторые из них, питающиеся метаном, могут подняться», - сказал Рич.