В связи с изменением климата промерзшие почвы Арктики, которые большую часть года оставались подо льдом, теперь оттаивают на более длительное время. Однако новое исследование, проведенное международной группой ученых и опубликованное в mSystems, показало, что сезонное таяние лишь частично оживляет скрытую под поверхностью экосистему.
Несмотря на кажущуюся бесплодность, в арктических почвах обитают разнообразные микробные сообщества, которые играют важнейшую роль в глобальном углеродном цикле. Когда лед тает, появляется вода, что позволяет некоторым микроорганизмам возобновить свою активность и начать расщеплять органические вещества — в результате этого процесса выделяются парниковые газы, такие как углекислый газ и метан.
Чтобы понять, какие микробы «просыпаются» после оттаивания, исследователи разморозили образцы почвы с архипелага Шпицберген и использовали метод изотопного анализа ДНК для непосредственного отслеживания роста микроорганизмов. Это позволило команде отличить активные организмы от тех, что остаются в спящем состоянии.
Результаты показали, что некоторые микробы быстро размножались в течение нескольких дней, другие начинали расти только через несколько недель, но значительная часть оставалась неактивной на протяжении всего 98-дневного эксперимента.
Неожиданно для себя команда обнаружила в составе активного сообщества хищные и эпибиотические бактерии — микробов, которые питаются другими микроорганизмами или растут на их поверхности. Их присутствие указывает на то, что оттаивание почвы запускает не только процесс разложения, но и формирование сложных пищевых цепочек из микроорганизмов.
Исследователи также заметили микроорганизмы, окисляющие метан, которые активизировались только после продолжительного тепла. Это позволяет предположить, что поздние стадии оттепели могут играть более важную роль в регулировании потоков метана, чем считалось ранее.
Таким образом, исследование показало, что высвобождение углерода из оттаивающих почв зависит не только от температуры, но и от сложной динамики включения различных групп микроорганизмов. Современные климатические модели часто предполагают, что реакция микроорганизмов на потепление одинакова, но новые данные указывают на необходимость более детального подхода для точного прогнозирования будущих выбросов углерода в Арктике.
Ранее мы рассказывали, что потепление повышает устойчивость бактерий к антибиотикам.
