Znajdź zawartość

Roztapianie się wiecznej zmarzliny wiąże się z uwolnieniem z niej nieznanych nauce mikroorganizmów. Wciąż mamy niewiele informacji na ich temat, nie wiemy, czy tacy „podróżnicy w czasie” mogą po uwolnieniu z wiecznej zmarzliny się rozwijać i przystosować do obecnie panujących warunków. Giovanni Strona z Uniwersytetu w Helsinkach i Wspólnego Centrum Badawczego Komisji Europejskiej wraz z grupą naukowców z Finlandii, Australii i USA przeprowadzili cyfrowe symulacje zachowania mikroorganizmów uwalnianych z wiecznej zmarzliny. Przebudzone z lodu czy wiecznej zmarzliny bakterie i wirusy zagroziły ludzkości w niejednym filmie czy książce. W rzeczywistości jednak niewiele wiemy o potencjalnych ryzykach, jakie mogą wynikać z wpływu globalnego ocieplenia na mikroorganizmy uwięzione w glebie czy wodzie od wielu tysięcy lat. Zespół Strony ocenił ekologiczne ryzyko i skutki inwazji wirtualnych wirusów na istniejące społeczności bakterii. W przeprowadzonych symulacjach uwolnione z wiecznej zmarzliny patogeny podobne do wirusów wchodziły w interakcje z gospodarzami podobnymi do bakterii. Symulacje pokazały, że przebudzone wirusy są często w stanie przetrwać i ewoluować we współczesnym środowisku. W 3,1% analizowanych przypadków mogą zdominować bakteryjną społeczność, na którą dokonały inwazji. Jednak nawet wówczas wirusy takie mają pomijalny wpływ na zaatakowane bakterie. Problemem jest 1,1% przypadków, w których wirusy albo prowadziły do znacznych strat – sięgających 32% – albo do zwiększenia – do 12% – bioróżnorodności mikroorganizmów na zajmowanym przez siebie terenie. Mimo niewielkiego prawdopodobieństwa wystąpienia takiego scenariusza należy wziąć pod uwagę olbrzymią liczbę uśpionych mikroorganizmów regularnie uwalnianych do obecnego środowiska. To zwiększa prawdopodobieństwo spowodowania przez nie znaczących zmian w środowisku naturalnym. Nowe mikroorganizmy, uwolnione z topniejącej wiecznej zmarzliny czy lodu mogą być siłą napędową trudnych do przewidzenia procesów ekologicznych. Obecnie nie wiemy, co takie zmiany mogą spowodować. Nie można jednak wykluczyć, że nowe patogeny będą stanowiły zagrożenie dla ludzkiego zdrowia, czy to bezpośrednie, czy to w postaci zoonoz, zarażających nas za pośrednictwem zwierząt. « powrót do artykułu

Około 25% powierzchni lądowej Półkuli Północnej stanowi wieczna zmarzlina. Globalne ocieplenie powoduje, że rozmarzająca gleba uwalnia materię organiczną uwięzioną od tysięcy lat. Część z tej materii stanowią mikroorganizmy oraz wirusy. Jean-Michel Claverie z Uniwersytetu Aix-Marseille i jego zespół informują o wyizolowaniu i „ożywieniu” 13 nowych wirusów należących do 5 kladów zdolnych do zainfekowania Acanthamoeba spp. Najmłodszy z wirusów liczył sobie 27 000 lat, najstarszy zaś – 48 500 lat co czyni go najstarszym wirusem zdolnym do zainfekowania komórki. Nasze badania potwierdzają zdolność wirusów o dużym DNA do zainfekowania Acanthamoeba po ponad 48 500 lat spędzonych w wiecznej zmarzlinie, czytamy w artykule [PDF] udostępnionym na łamach bioRxiv. Wspomniane wirusy należą do rodzajów Pandorawirus, Cedratvirus, Megawirus, Pacmanvirus i Pithovirus. Wszystkie to jedne z największych znanych nam wirusów, wszystkie znane są od niedawna i wszystkie infekują ameby. Zespół Claverie poszukiwał w próbkach właśnie dużych wirusów zdolnych do infekowania Acanthamoeba. Naukowcy dodawali próbki wiecznej zmarzliny do kultur ameb i poszukiwali śladów infekcji, które wskazywałyby, że wirusy „ożyły” i się replikują. Jeśli zaś wspomniane wirusy mogły „ożyć” po dziesiątkach tysięcy lat w wiecznej zmarzlinie i infekować komórki, oznacza to, że prawdopodobnie do tego samego zdolne są inne mniejsze wirusy. Roztapianie się wiecznej zmarzliny wiąże się więc z ryzykiem pojawienia się mikroorganizmów zdolnych do infekowania roślin i zwierząt, w tym człowieka. A ryzyko takie rośnie, gdyż wraz z globalnym ociepleniem w Arktyce będzie pojawiało się coraz więcej ludzi, chociażby po to, by wydobywać niedostępne dotychczas surowce. Ryzyko zainfekowania ludzi uśpionymi przez tysiąclecia wirusami i bakteriami będzie się zwiększało. Trzeba jednak pamiętać, że jest i pozostanie ono mniejsze niż ryzyko wybuchu epidemii wywołanej już krążącymi wśród ludzi i zwierząt mikroorganizmami. Globalne ocieplenie powoduje bowiem, że choroby tropikalne zwiększają swój zasięg, a nosiciele ich patogenów pojawiają się np. w Europie. Ryzykowne mogą być też prace nad znajdującymi się w wiecznej zmarzlinie wirusami. Gdy używamy kultur Acanthamoeba spp. do badania obecności wirusów w prehistorycznej wiecznej zmarzlinie, korzystamy z ochrony miliardów lat dystansu ewolucyjnego pomiędzy amebami a ludźmi i innymi ssakami. To najlepsza ochrona przed przypadkowym zarażeniem się pracowników laboratorium czy rozprzestrzenieniem wirusów na współcześnie żyjące zwierzęta. Ryzyko związane z „ożywianiem” takich wirusów jest całkowicie pomijalne w porównaniu z ryzykiem, jakie stwarza poszukiwanie paleowirusów bezpośrednio w tkankach mamutów, nosorożców włochatych czy prehistorycznych koni, czym zajmują się Rosjanie z laboratorium Vector w Nowosybirsku. Na szczęście jest to laboratorium klasy BLS4. My, bez podejmowania niepotrzebnego ryzyka, sądzimy, że uzyskane przez nas wyniki można ekstrapolować na wiele innych wirusów DNA zdolnych do infekowania ludzi i zwierząt. Naszym zdaniem istnieje ryzyko, że z wiecznej zmarzliny uwolnią się nieznane wirusy. W tej chwili niemożliwością jest stwierdzić, jak długo takie wirusy pozostaną aktywne po wystawieniu ich na czynniki zewnętrzne, jak promienie ultrafioletowe, tlen czy wyższe temperatury – podsumowują autorzy badań. « powrót do artykułu

Naukowcy zaczynają łączyć dane z gruntu, powietrza, wód i przestrzeni kosmicznej, by lepiej zrozumieć, jak zmiany klimatu wpływają na obszary wiecznej zmarzliny. Wiemy, że w wiecznej zmarzlinie uwięzione są gazy cieplarniane, mikroorganizmy i związki chemiczne – takie jak np. DDT – które w miarę ocieplania się klimatu, będą się z niej uwalniały. Uczeni chcą więc poznać skutki, jakie proces ten może nieść ze sobą. Już teraz na przykład widać, że odmrażająca się wieczna zmarzlina negatywnie wpływa na infrastrukturę. Pojawiają się wielkie zapadliska, przewracają się słupy telefoniczne i energetyczne, uszkodzeniu ulegają drogi. Znacznie jednak trudniej jest śledzić to, co uwalnia się z do niedawna zamarzniętej gleby, lodu czy martwej materii organicznej. Naukowcy przyjrzeli się więc niebezpiecznym substancjom chemicznym, jak DDT, oraz mikroorganizmom, które mogły być zamarznięte przez tysiące lub nawet miliony lat. Teraz wszystko to coraz szybciej uwalnia się z gleby. Rozpuszczająca się wieczna zmarzlina będzie emitowała też gazy cieplarniane. Szacuje się, że zamknięte w niej jest 1,7 biliona ton węgla,w tym metan i dwutlenek węgla. To około 51 razy więcej niż ludzkość wyemitowała w 2019 roku. Materia organiczna w wiecznej zmarzlinie nie ulega rozkładowi, ale gdy zmarzlina się rozpuści, mikroorganizmy przystąpią do działania, zaczną ją rozkładać, co uwolni węgiel do atmosfery. Obecne modele pokazują, że w ciągu najbliższych stu lat, a może szybciej, zarejestrujemy duży wzrost emisji z wiecznej zmarzliny, mówi główny autor najnowszych badań, Kimberley Miner z Jet Propulsion Laboratory. Nie wiemy jednak, jak duża będzie to emisja, skąd dokładnie, ani jak długo będzie trwała. Najgorsze scenariusze przewidują szybkie uwolnienie tego węgla w ciągu kilku lat. Wiemy też, że regiony polarne ogrzewają się najszybciej. Nie wiemy natomiast, jak zwiększona emisja węgla wpłynie na wilgotność w Arktyce, czy będzie tam więcej opadów czy też stanie się ona regionem bardziej suchym. Znacznie bardziej pewne jest, że ogrzewające się bieguny będą miały wpływ na klimat na pozostałych częściach planety, gdyż obecnie regiony polarne pomagają w stabilizowaniu klimatu. Biorą one udział w transporcie ciepła z obszarów równikowych na wyższe szerokości geograficzne, wpływając na prądy strumieniowe i inne przepływy w atmosferze. Nie jesteśmy w stanie przewidzieć, jak cieplejsza, pozbawiona wiecznej zmarzliny Arktyka wpłynie na pogodę i klimat całej planety. Naukowcy próbują lepiej poznać te zjawiska łącząc pomiary naziemne z obserwacjami z powietrza i przestrzeni kosmicznej. Pomiary wykonywane w stacjach naziemnych dają dobry obraz zmian lokalnych, pomiary z powietrza i za pomocą satelitów pozwalają na obserwowanie zjawisk w większej skali. Miner współpracuje z uczonymi dokonującymi różnych typów pomiarów i usiłuje łączyć te wszystkie dane w jeden spójny obraz. Na przykład z pomiarów naziemny uzyskuje dane o mikroorganizmach zamieszkujących wieczną zmarzlinę, badania lotnicze dostarczą informacji o emisji gazów cieplarnianych, a pomiary satelitarne pokazują, w których regionach dochodzi do najbardziej intensywnej emisji. Wszyscy starają się szybko zrozumieć, co dzieje się w okolicach podbiegunowych. Im więcej się dowiemy, tym lepiej przygotujemy się na nadchodzące zmiany, mówi Miner. « powrót do artykułu

To historia całkiem jak z "Epoki lodowcowej". Rosyjscy naukowcy wyhodowali rośliny z owoców sprzed ponad 30 tys. lat, ukrytych przez susła północnego jako zapasy na czarną godzinę. Zachowały się one w wiecznej zmarzlinie na brzegu Kołymy, co zrodziło skojarzenia z zamrożoną pulą genową i naturalnym kriobankiem. Uzyskane dzięki klonowaniu (mikropropagacji) rośliny reprezentują gatunek Silene stenophylla, który do dziś występuje we wschodniej Syberii. Profesor David Gilichinsky i jego zespół z Instytutu Fizykochemicznych i Biologicznych Problemów Nauk o Glebie Rosyjskiej Akademii Nauk opisali swoje dokonania w prestiżowym periodyku Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Padło tam m.in. stwierdzenie, że pewne wczesne formy życia, które dawno zniknęły z powierzchni ziemi, mogą być nadal przechowywane w formie tkwiących w zmarzlinie resztek. Pojawia się także nadzieja, że w przyszłości uda się ożywienie uśpionych form życia np. z Marsa. Podczas badań w terenie Rosjanie natrafili na brzegu rzeki na około 70 suślich norek hibernacyjnych. Wszystkie [sfosylizowane] norki znaleziono na głębokości 20-40 m od współczesnej powierzchni w warstwie zawierającej kości dużych ssaków, takich jak mamut, nosorożec włochaty, bizon, koń czy jeleń [...]. Obecność pionowych klinów z lodu świadczy o tym, że były one przez cały czas zamrożone. Susły umieściły zapasy - liście, nasiona i owoce - w najzimniejszej części norki, która później trwale zamarzła, prawdopodobnie pod wpływem lokalnego ochłodzenia klimatu. Norki były idealnym miejscem do przechowywania, bo po wykopaniu susły wyścieliły je sianem i futrem. Naukowcom nie udało się wyhodować roślin z całych nasion. Sukces zapewniły dopiero fragmenty owocu. Później wystarczyło posłużyć się klonowaniem. Rosjanie uważają, że tkanka owocu okazała się lepsza od nasienia, ponieważ w jej komórkach znajdują się różne związki wykorzystywane przez kiełkującą roślinę, w tym sacharoza. To bardzo istotne, ponieważ cukry są konserwantami. Od jakiegoś czasu prowadzi się nawet badania nad wykorzystaniem ich do przechowywania szczepionek w Afryce, gdzie nie ma dostępu do lodówek. Kiedy porównano współczesne i wyhodowane z tkanek sprzed ponad 30 tys. lat okazy S. stenophylla, okazało się, że występują drobne różnice w kształcie i płci kwiatów. Nasiona z wiecznej zmarzliny były zaś nieco mniejsze od dzisiejszych. Datowanie radiowęglowe wykazało, że susły zrobiły swoje zapasy 31.500-32.100 lat temu. Co ważne, z tkanki z plejstocenu pozyskano zdolne do rozmnażania rośliny. S. stenophylla zakwitły i wydały owoce rok po rozpoczęciu eksperymentu.

Ponieważ kurczy się obszar pokryty wieczną zamarzliną, z torfu wyłania się coraz więcej kłów i kości mamutów. Wyrabia się z nich ramki, figurki szachowe czy wisiorki. Niektórzy naukowcy specjalizujący się w tematyce Syberii zyskali w ten sposób dodatkowy fach – stali się łowcami kości. Spędzają lato, pływając wzdłuż brzegów rzeki i organizują całe grupy poszukiwawcze. Musisz mieć szczęście [...]. Ja nie szukam kości, to one mnie znajdują. Każde znalezisko to dla mnie ogromna radość, to prezent od natury, Arktyki, losu – opowiada Fiodor Romanenko, geolog z Uniwersytetu Moskiewskiego im. M. Łomonosowa. Akademicy nie są zgodni co do tego, czemu wieczna zmarzlina topnieje i czy globalne ocieplenie ma z tym jakiś związek. Wszyscy się jednak cieszą z dostępu do mamucich ciosów i kości, zwłaszcza w świetle obowiązującego zakazu handlu kością słoniowią. Kiedyś plemiona syberyjskie odmrażały i gotowały znalezione mięso albo karmiły nim swoje psy. Teraz rozwinął się zupełnie inny rodzaj przemysłu. Nowym fachem trudnią się całe wioski. Ukuto nawet czasownik "mamucić", czyli polować na kości. Kiedyś ludzie traktowali takie znaleziska jak śmiecie, ale teraz panuje duża konkurencja. Najgładsze egzemplarze trafiają do kolekcjonerów i muzeów na całym świecie, uszkodzone transportuje się do fabryk, głównie na terenie Chin, gdzie zostają przerobione na luksusowe przedmioty codziennego użytku i pamiątki. Ostatnimi czasy bardzo spadły ceny, jakie można uzyskać za mamucie kości: zamiast 700 dolarów za kilogram płaci się tylko 220. Wskutek kryzysu doszło bowiem do wyprzedaży kości słoniowej w Afryce. Każdego roku w Rosji znajduje się 50 ton mamucich kości, a będzie ich coraz więcej, bo to trend rosnący. Fiodor Szydłowski jest prezesem stowarzyszenia obejmującego grupy poszukiwawcze, przybrzeżne bazy oraz sklepy. Choć jeździ na północ kraju od 31 lat i prowadzi w Moskwie muzeum poświęcone epoce lodowcowej, władze nie chciały go uznać za mikroprzedsiębiorcę. W wiecznej zamarzlinie można natrafić na narzędzia i broń wyrzeźbione z kości mamuta. Z tego powodu lokalni naukowcy mówią nawet o epoce kościanej. Bogaci Chińczycy importowali kości już w I wieku n.e. Rosjanie dotarli na Daleką Północ i zaczęli handlować dopiero w XVII w.