Во льдах Аляски проснулись микробы, уснувшие десятки тысяч лет назад

Под слоем льда и камня на севере Земли хранятся миллионы лет истории. Эти залежи — словно архив планеты, где время остановилось. И вот теперь учёные решились на смелый эксперимент: они "разбудили" микробы, уснувшие во льдах десятки тысяч лет назад.

Исследование, проведённое под руководством специалистов Калифорнийского университета в Боулдере, показало, что жизнь способна замирать на тысячелетия — и всё же возвращаться, когда условия становятся благоприятными.

Что такое вечная мерзлота

Под этим названием скрывается плотная смесь почвы, льда и горных пород, покрывающая почти четверть северного полушария. Вечная мерзлота хранит останки животных, растений и микроскопических организмов, законсервированных во времени.

Но при глобальном потеплении этот ледяной архив начинает таять, высвобождая не только древние кости мамонтов, но и миллиарды микробов, которые вновь оживают.

"Это ни в коем случае не мертвые образцы", — сказал ведущий автор исследования, бывший аспирант факультета геологических наук Тристан Каро.

Учёный пояснил, что микроорганизмы, пробуждаясь, способны расщеплять органику и выделять углекислый газ, то есть активно участвовать в углеродном цикле.

Эксперимент подо льдом

Чтобы заглянуть в мир древних бактерий, исследователи отправились в Туннель в вечной мерзлоте — уникальный объект в центральной Аляске, созданный Инженерным корпусом армии США. Он уходит вглубь промерзшей земли более чем на сто метров.

Каро вспоминает, как впервые вошёл в туннель и почувствовал тяжелый, затхлый запах.

"Пахнет подвалом, который слишком долго не проветривали", — сказал Каро, ныне научный сотрудник Калифорнийского технологического института.

Для микробиолога такой аромат — подсказка: именно запах часто выдает следы жизнедеятельности микроорганизмов.

Учёные собрали образцы мерзлоты возрастом от нескольких тысяч до примерно сорока тысяч лет. Затем их разморозили и поместили в лабораторные камеры с температурами 3,8 и 12,2 °C. Эти условия имитировали арктическое лето, когда тёплый воздух начинает проникать в глубинные слои земли.

Как просыпаются микробы

Чтобы отследить процесс оживления, в воду для инкубации добавили атомы дейтерия — тяжёлого изотопа водорода. По нему можно было понять, как бактерии поглощают влагу и используют её для формирования клеточных мембран.

Сначала изменения шли медленно: за день обновлялась лишь одна клетка из ста тысяч. Но через несколько месяцев микробы словно "проснулись" — начали активно делиться, а некоторые даже образовали видимые колонии и биоплёнки.

Исследователи отмечают, что сами по себе эти организмы безопасны для человека. Все образцы хранились в герметичных камерах. Однако их поведение помогает понять, как именно таяние мерзлоты влияет на климат.

Эффект домино

Когда мерзлота оттаивает, микроорганизмы разлагают древнюю органику и выделяют углекислый газ и метан — газы, усиливающие парниковый эффект. Получается замкнутый круг: чем теплее становится, тем быстрее микробы выделяют газы, усиливая потепление.

"Летом на Аляске может быть всего один жаркий день, но гораздо важнее, что сезон тепла становится длиннее", — говорит Каро.

Продолжительное тёплое время года даёт микробам больше шансов активизироваться и производить выбросы. Даже если температура не поднимается высоко, увеличение длительности арктического лета может ускорить процессы, которые уже влияют на климат всей планеты.

Возможные сценарии

Учёные опасаются, что по мере прогревания северных территорий микробы начнут выделять миллионы тонн углерода в атмосферу ежегодно. Это может свести на нет усилия по снижению выбросов, предпринимаемые в энергетике и транспорте.

Кроме того, активизация микробов может изменить химический состав почв и водоёмов Арктики, что скажется на растениях, животных и здоровье людей, живущих в этих регионах.

"Мы исследовали лишь малую часть вечной мерзлоты", — отметил Каро.

Сейчас аналогичные исследования ведутся и в других точках планеты — в Сибири, Канаде, Гренландии. Каждое открытие добавляет новые детали в картину глобальных изменений.

А что если древние микробы опасны?

На этот вопрос учёные отвечают осторожно. Большинство микроорганизмов, найденных во льдах, безвредны, однако теоретически возможно пробуждение вирусов и бактерий, с которыми современная биосфера не сталкивалась тысячи лет.

Пока риск заражения минимален, но специалисты уже обсуждают необходимость создания международных протоколов безопасности для работы с образцами вечной мерзлоты.

Плюсы и минусы пробуждения древней жизни

Три интересных факта

1. Некоторые микробы из вечной мерзлоты способны жить без света и кислорода, используя химические реакции для получения энергии.

2. В образцах льда находили бактерии, возраст которых превышает 100 тысяч лет.

3. Анализ ДНК таких организмов помогает понять, как жизнь может существовать на других планетах, например на Марсе.

FAQ

Как долго могут жить микробы в замороженном состоянии?
Исследования показывают, что некоторые виды сохраняют жизнеспособность десятки тысяч лет благодаря низким температурам и отсутствию кислорода.

Опасны ли эти микробы для человека?
Нет, большинство из них безвредны. Учёные проводят эксперименты в контролируемых условиях, исключающих риск распространения.

Можно ли использовать эти открытия в науке и промышленности?
Да, полученные данные помогают разрабатывать технологии криоконсервации, а также модели прогнозирования изменения климата.

Исторический контекст

Изучение вечной мерзлоты началось ещё в XIX веке, когда первые исследователи Сибири заметили, что грунт остаётся промерзшим даже летом. В XX веке строители столкнулись с трудностями при возведении дорог и домов на этой земле. Теперь же мерзлота стала объектом глобальных климатических исследований.