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

Za sprawą topnienia wiecznej zmarzliny, która pokrywa około 24 proc. powierzchni Ziemi, do życia budzą się liczne mikroorganizmy. Naukowcy nie wiedzą, jakie może to mieć konsekwencje dla środowiska, a w szczególności dla ludzi, zwłaszcza, że część z nich jest im całkowicie nieznana.

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.