Arktyczne mikroby budzą się do życia. Nikt nie wie, jakie będą tego konsekwencje

Kimberley R. Miner, Arwyn Edwards, Charles Miller – eksperci zajmujący się badaniem zmian klimatu, przedstawili swoją opinię na temat zagrożeń związanych z rozmarzaniem wiecznej zmarzliny na łamach "Scientific American". Niepokoi ich przede wszystkim zagrożenie związane z nieznanymi dotąd mikrobami.

W sierpniu 2019 roku na Islandii odbył się pogrzeb Okjökull, pierwszego islandzkiego lodowca utraconego w wyniku zmian klimatu. Społeczność upamiętniła to wydarzenie tablicą, która ma przypominać o nieodwracalności tej zmiany i jej skutkach. Globalnie tempo topnienia lodowców praktycznie uległo podwojeniu w ciągu ostatnich pięciu lat. W 2015 roku średnia strata wynosiła 832 mmw.e. (milimetrów ekwiwalentu wody), a w 2020 roku już 1243 mmw.e. Takie tempo sprawia, że zmniejszają się lodowcowe zapasy słodkiej wody i zmienia struktura otaczających ich ekosystemów.

W ciągu ostatnich 10 lat efekty globalnego ocieplenia w Arktyce znacznie się nasiliły. Według naukowców bieguny ocieplają się cztery razy szybciej niż reszta globu. Jednym ze skutków ubocznych tego procesu jest topnienie lodowców i rozmarzanie wiecznej zmarzliny, które mogą nie przetrwać do 2050 roku.

Na Syberii i w północnej Kanadzie ta nagła odwilż spowodowała powstanie zatopionych form terenu, znanych jako thermokarst, gdzie najstarsza i najgłębiej znajdująca się wieczna zmarzlina jest wystawiona na działanie ciepłego powietrza po raz pierwszy od setek, a nawet tysięcy lat.

Ponieważ globalny klimat nadal się ociepla, pozostaje wiele pytań dotyczących środowiska peryglacjalnego. Wśród nich: czy wraz ze wzrostem infiltracji wody wieczna zmarzlina będzie się szybciej rozmrażać? A jeśli tak, to jakie długo zamrożone organizmy mogą się „obudzić”?

Arktyczne ziemie oferują niezbadaną różnorodność biologiczną mikroorganizmów i mikrobiologiczne sprzężenia zwrotne, w tym uwalnianie węgla do atmosfery. Niektóre ich warstwy mogą nadal zawierać starożytne, zamrożone mikroby, plejstoceńską megafaunę, a nawet dawne ofiary ospy. Ponieważ wieczna zmarzlina topnieje coraz szybciej, nowym wyzwaniem dla naukowców jest odkrycie i zidentyfikowanie drobnoustrojów, bakterii i wirusów, które mogą się w niej ukrywać.

Odwilż wiecznej zmarzliny na Syberii doprowadziła do wybuchu epidemii wąglika w 2018 roku i śmierci 200 000 reniferów oraz jednego dziecka. Naukowcy podkreślają jednak, że odporne zarodniki Bacillus anthracis mogą stanowić wyjątek, który nie poddaje się brutalnym wpływom cyklu zamrażania i rozmnażania. Zazwyczaj powoduje on degradację delikatniejszych patogenów bakteryjnych i wirusowych.

Organizmy, które współewoluowały w wymarłych już ekosystemach od kenozoiku do plejstocenu, mogą również pojawiać się i wchodzić w interakcje z naszym współczesnym środowiskiem w zupełnie nowy sposób. Przykładowo, nowy gatunek Orthopoxvirus Alaskapox powodujący zmiany skórne, pojawił się i zniknął na Alasce dwukrotnie w ciągu ostatnich pięciu lat. Możliwe, że wirus został przeniesiony poprzez kontakt zwierzę-człowiek, ale pochodzenie tego nowego wirusa pozostaje nieznane.

Mikrobiomy Arktyki zawierają odporne i trwałe mikroby przystosowane do zimna. Niektóre gatunki przeżywają jako psychrofile, rodzaj wyspecjalizowanych gatunków bardzo dobrze przystosowanych do długotrwałego narażenia na niskie temperatury. Cześć z nich może zostać utracona wraz z ociepleniem. Inni przeżyją dzięki dużej zdolności adaptacji.

Naukowcy najbardziej obawiają się mikrobów, które są im całkowicie nieznane. Trudno ocenić związane z nimi zagrożenia bez odpowiednich badań. Uważają, że konieczne jest określenie wytycznych dotyczących przyszłych badań Arktyki oraz wprowadzenie środków nadzoru biologicznego, aby chronić region.