В замерзшем грунте, который простирается от Северного полюса до Северного Ледовитого океана, содержится около 1,7 миллиардов тонн углерода, что более чем в 250 раз превышает количество выбросов парниковых газов США в 2009 году.
Исследователи из Департамента Энергетики США (DOE) совместно с Институтом генома (JGI) и Геологической службой США попытались понять, как микробы, обнаруженные в вечной мерзлоте, реагируют на потепление окружающей среды.
В числе прочего ученые обнаружили геном нового микроба, который производит метан - гораздо более мощный парниковый газ, чем двуокись углерода. Этот, еще не названный, микроб живет в вечной мерзлоте и появился из метагенома – генетического материала, получаемого напрямую из некультивированных образцов среды – в данном случае, из изолированных от холодной почвы.
«Вечная мерзлота имеет все шансы стать одним из основных источников парниковых газов по мере предполагаемого роста температуры в Арктике и во многих других регионах мира», - говорит автор исследования Джанет Янссон (Janet Jansson).
«Применяя метагеномику для изучения состава и функций микробов, мы можем ответить на вопросы о том, как в настоящее время некультивированные и неизученные микроорганизмы проживают в вечной мерзлоте и выделяют парниковые газы во время оттепели. Эта ценная информация должна привести к лучшему пониманию модели углеродного цикла, а следовательно – к созданию стратегий по смягчению последствий потепления», - отмечает Янссон.
Учеными были взяты образцы промерзшего грунта торфяных лесов на территории Аляски около метра длиной каждый. В каждом образце был отделен т.н. активный слой – тот, который подтаивает во время теплого сезона. Оставшаяся часть – настоящая вечная мерзлота. Их поместили в температуру около +5 градусов по Цельсию, после чего выделили ДНК содержащихся в них микробов.
«Эти микробные сообщества оказались чрезвычайно разнообразны. Один-единственный грамм почвы может содержать тысячи различных видов бактерий и миллиарды клеток. Кроме того, большинство этих микроорганизмов не могут быть выращены в лабораторных условиях, что делает данную область чрезвычайно трудной для изучения», - рассказал исследователь.
В общей сложности, в ходе этого проекта уже было собрано порядка 40 миллиарда оснований этих «некультивированных» последовательностей ДНК.
В них уже выявлен ряд микробов, которые производятся метан в качестве побочного эффекта своей жизнедеятельности, также удалось собрать метагеном. Это первый пример успешной сборки генома из такой «сложной» почвы как вечная мерзлота.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
