Frosne Mikroskopiske Verdener Kommer Levende Som Jordvarme

{h1}

Som verdensvarmen kan mikrober, som lever i smeltende permafrost, have en stor indflydelse på global opvarmning, hvilket potentielt forværrer det ved at udstede metan.

Efterhånden som vores planet varmes op, vil en verden, der er låst i permafrost, komme til live, og forskere bekymrer sig for, at de små indbyggere i den frosne jord vil begynde at udslette drivhusgasser og forstørre den globale opvarmning.

"Ingen har set på, hvad der sker med mikrober, når permafrost optøner," sagde Janet Jansson, en senior personaleforsker ved Lawrence Berkeley National Laboratory i Californien. Hun ledede en undersøgelse, der registrerede, hvad der skete, da stykker af Alaskan permafrost optøede for første gang i 1200 år.

"Vi har nu et billede, der var ikke rigtig en før," sagde Jansson, som sammen med sine kolleger sekventerede det genetiske materiale af mikrober indenfor frosset og optøet permafrost. Undervejs opdagede de også en ny-til-videnskabsmikrobe og sekventerede hele dens genetiske plan eller genom.

Permafrost er stort set det, det lyder som jord, der er frosset i tusinder eller endda hundreder af tusinder af år - og det er fyldt med de døde planter og andre engang levende ting, der er til stede, når permafrosten dannes. Stigende globale temperaturer tøder dette organiske stof, så mikrober kan begynde at bryde det ned. I processen frigiver de drivhusgasser indeholdende kulstof. Forskerne er særlig bekymrede over denne proces kan pumpe en masse metan, som indeholder kulstof og er en potent verden varmere ind i atmosfæren.

Fordi der er meget kulstof gemt væk i permafrosten, har forskerne frygtet smeltningen, det kunne forværre global opvarmning. Arktisk permafrost, for eksempel, anslås at indeholde mere end 250 gange drivhusgasemissionerne fra USA i 2009.

Metan munchers

For at finde ud af, hvordan mikrober ville reagere i en opvarmningsverden, brugte forskerne prøver af permafrost såvel som det isete lag over det, der optøner om sommeren og betragtes som det "aktive lag" ved Hess Creek, Alaska. [Bedøvelse Billeder af Antarktis Ice]

Forskerne sekventerede derefter DNA'et indeholdt i de to permafrostprøver, en fremgangsmåde kendt som metagenomics. De holdt derefter prøver ved 41 grader Fahrenheit (5 grader Celsius), der optøede dem. De undersøgte det genetiske indhold igen to dage senere og syv dage senere. De måler også koncentrationen af ​​de gasser, der udledes af prøverne.

De så en første udbrud af metan efter to dage. Efter syv dage var metakoncentrationen faldet signifikant. Prøverne udsendte også stigende mængder kuldioxid; i modsætning til metan, faldt den ikke af.

Ved hjælp af de genetiske beviser kunne forskerne se, hvordan de bakterielle fællesskaber i prøverne sammenlignede med hinanden og til det aktive lag, og hvordan de ændrede sig over tid.

De fandt DNA repræsentativt for metanproducerende bakterier til stede i hele undersøgelsen. Men de genetiske beviser, de fandt i prøverne, ekkede methans fald. Efter to dage begyndte metan-spise mikrober at stige, og fortsatte med at gøre det op til syv dage.

Det er muligt, at methan-spise bakterier måske noget kompenserer metan produceret af deres modparter, hvis permafrosten smelter i større skala, sagde Jansson. "Det vil helt afhænge af det særlige miljøscenario under optøningen."

Faktorer som hastigheden af ​​optøningen og mængden af ​​det organiske stof i jorden vil påvirke denne dynamik, sagde hun. Fra dataene var det ikke klart, om noget var at fjerne kuldioxiden.

I første omgang, når de var frosne, varierede mikroorganismerne i de to prøver betydeligt, selvom de var kommet ud af jorden 9,8 fod (3 meter) fra hinanden. Men i løbet af den følgende uge blev mikrobe-fællesskabsprofilerne fra hver prøve mere ligner hinanden, og begge kom til at ligne det aktive lags.

"Jeg gætter på, at vi ikke vidste hvad vi kunne forvente, men vi kan sige, at skiftet var hurtigt," skrev hun i en email.

Ud af DNA-masserne de sekventerede, forskede forskerne ind på en metanproducerende mikrobe og samlede sit udkast til genom eller genetisk blueprint.

"Denne organisme var meget forskellig fra noget, der tidligere var blevet dyrket eller beskrevet i litteraturen," sagde hun.

Det var temmelig rigeligt; omkring 2 procent af de DNA-sekvenser, de fandt i prøverne, tilhørte denne organisme. Dette gør det sandsynligt, at denne organisme spiller en central rolle i fremstillingen af ​​methan, sagde Jansson.

Denne mikrobe har endnu ikke noget navn, men det er blandt en hårdførende flok.

"Nogle af disse organismer vi så er relateret til andre bakterier, der vides at være resistente over for stråling eller udtørring (udtørring)", sagde hun. "Det giver os en anelse om, hvordan disse organismer er i stand til at overleve 1000 år i minus 2 grader C (28,4 grader F)." [De hårdeste miljøer på jorden]

For at overleve vil mikroberne sandsynligvis finde steder, hvor de kan gemme sig, som i film af saltvand, der ikke fryser.

Du kan følge WordsSideKick.com senior- forfatter Wynne Parry på Twitter @Wynne_Parry. Følg WordsSideKick.com for det seneste inden for videnskabsnyheder og opdagelser på Twitter @wordssidekick og på Facebook.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com