Naukowcy byli zdumieni, gdy odkryli ponad 900 nieznanych gatunków mikrobów żyjących wewnątrz lodowców na Płaskowyżu Tybetańskim. Analiza ich genomów ujawniła, że niektóre mogą wywołać nowe pandemie, jeśli szybkie topnienie spowodowane zmianami klimatycznymi uwolni je z ich lodowych więzień.
Badacze z Chińskiej Akademii Nauk pobrali próbki lodu z 21 lodowców z Wyżyny Tybetańskiej. To wysoko położonym rejon Azji, między pasmem Himalajów na południu i Pustynią Taklamakan na północy. Zespół sekwencjonował DNA mikroskopijnych organizmów znalezionych w lodzie, tworząc ogromną bazę danych genomów tych mikroorganizmów. Baza otrzymała nazwę TG2G (od „Tibetan Glacier Genome and Gene”) i jest pierwszą tego typu na świecie. Zespół znalazł w sumie 968 gatunków mikroorganizmów zamrożonych w lodzie. W większości były to bakterie, ale także glony, archeony i grzyby – czytamy w czasopiśmie „Nature Biotechnology” (DOI: 10.1038/s41587-022-01367-2).
Najbardziej zaskakujący jest fakt, że około 98 proc. odkrytych gatunków było zupełnie nieznanych. Taki poziom różnorodności mikrobiologicznej był nieoczekiwany ze względu na wyzwania związane z życiem wewnątrz lodowców. „Pomimo ekstremalnych warunków środowiskowych, takich jak niskie temperatury, wysoki poziom promieniowania słonecznego, okresowe cykle zamrażania i rozmrażania oraz ograniczenie składników odżywczych, powierzchnie lodowców wspierają zróżnicowany zestaw życia” - napisali autorzy badania.
Naukowcy nie są pewni, ile lat mają niektóre z tych mikrobów. Wcześniejsze badania wykazały, że możliwe jest ożywienie podobnych organizmów, które pozostawały uwięzione w lodzie przez nawet 10 tys. lat.
To nie pierwszy raz, kiedy naukowcy znaleźli zaskakującą obfitość mikrobów żyjących w tybetańskich lodowcach. W styczniu 2020 roku zespół, który analizował rdzenie lodowe, odkrył 33 różne grupy wirusów żyjących w jednym z lodowców, z których 28 było wcześniej nieznanych (więcej na ten temat w tekście: W tybetańskim lodowcu odkryto nieznane nauce wirusy sprzed 15 tys. lat).
Zaskakująca różnorodność mikrobiologiczna wewnątrz lodowców, w połączeniu z ich topnieniem z powodu zmian klimatycznych, zwiększa szanse, że potencjalnie niebezpieczne mikroby (najprawdopodobniej bakterie) wydostaną się i spowodują duże kłopoty - ostrzegają naukowcy. „Uwięzione w lodzie mikroby chorobotwórcze mogą prowadzić do lokalnych epidemii, a nawet pandemii” jeśli zostaną uwolnione do środowiska - napisali autorzy pracy.
Dowody wskazują, że niektóre z nowo odkrytych bakterii mogą być bardzo niebezpieczne dla ludzi i innych organizmów. Zespół zidentyfikował 27 tys. czynników wirulencji - cząsteczek, które pomagają patogenom w inwazji i kolonizacji potencjalnych gospodarzy. Naukowcy ostrzegają, że około 47 proc. tych czynników wirulencji nie było wcześniej znanych. Dlatego też trudno powiedzieć, jak szkodliwe mogą być mikroorganizmy z lodowców.
Nawet jeśli te potencjalnie niebezpieczne drobnoustroje nie przetrwają długo po „ucieczce” z lodowców, nadal mogą powodować problemy. Mają bowiem unikalną zdolność do wymiany między sobą dużych fragmentów swojego DNA, znanych jako ruchome elementy genetyczne (MGE). Więc nawet jeśli bakterie lodowcowe umierają wkrótce po rozmrożeniu, mogą nadal przekazywać część swojej zjadliwości innym bakteriom, które napotkają. Ta genetyczna interakcja między mikrobami z lodowców a współczesnymi mikroorganizmami „może być szczególnie niebezpieczna” - przekonują naukowcy.
Lodowce Płaskowyżu Tybetańskiego zasilają w słodką wodą szereg dróg wodnych, w tym rzekę Jangcy, Żółtą Rzekę i rzekę Ganges, które zaopatrują dwa najludniejsze kraje świata: Chiny i Indie. Rzeki te mogą być zatem punktem zapalnym, w którym rozpoczną się przyszłe epidemie.
Zagrożenie ze strony mikrobów, które wydostaną się z lodu, nie będzie dotyczył tylko Azji. Na Ziemi znajduje się ponad 20 tys. lodowców obejmujących około 10 proc. masy lądowej planety, a każdy lodowiec prawdopodobnie ma swoje unikalne społeczności mikrobów.
Ostatnie badania lodowców wykazały, że prawie każdy z nich coraz szybciej traci swoją masę. Zwiększa to ryzyko, że groźne mikroby mogą wydostać się do wód w dowolnym miejscu na planecie. Naukowcy są zdania, że potencjalne zagrożenia dla zdrowia należy ocenić, zanim mikroby uwolnią się ze swoich lodowych więzień.
Naukowcy podkreślają, że genetyczne zapisy społeczności mikrobów, takie jak katalog TG2G, mogą być wykorzystane jako „zestawy narzędzi” do bioprospekcji - badania naturalnych systemów w celu znalezienia cennych nowych związków, które mogą być wykorzystane w przyszłych badaniach. To sprawia, że bazy danych takie jak TG2G są bardzo ważne, zwłaszcza jeśli nowo odkryte gatunki mogą trafić do świata zewnętrznego.
Źródło: Live Science, fot. PxHere
