
隨著我們的星球溫暖,一個被鎖在永久凍土的世界將會變得活躍,研究人員擔心冷凍土壤的小居民將開始燃燒溫室氣體,從而放大全球變暖。
加利福尼亞州勞倫斯·伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National National Laboratory)的高級參謀科學家珍妮特·詹森(Janet Jansson)說:“沒有人看過微生物會發生什麼。”她領導了一項研究,記錄了阿拉斯加多年凍土的大塊在1200年內首次解凍時發生了什麼。
詹森說:“我們現在有一張照片,以前沒有一張照片。”冷凍和解凍多年凍土。在此過程中,他們還發現了一個新的科學微生物,並對其整個遺傳藍圖或基因組進行了測序。
多年凍土聽起來像是這樣的 - 已經凍結了數千甚至數十萬年的土壤 - 它充滿了死亡的植物和其他曾經活著的事物。全球溫度上升融化,這種有機物使微生物開始分解。在此過程中,它們釋放了含有碳的溫室氣體。科學家特別擔心這一過程可能會抽出大量甲烷,這些甲烷含有碳,並且是一個有力的世界變暖。
因為在永久凍土中有很多碳藏起來,所以科學家擔心融化它可能會加劇全球變暖。例如,據估計,北極永久凍土估計包含2009年美國從美國的溫室氣體排放量的250倍以上。
甲烷蒙克斯
為了弄清楚微生物在溫暖世界中的反應方式,研究人員使用了多年凍土的樣品以及其上方的冰冷層,在夏季解凍,被認為是阿拉斯加赫斯克里克的“活動層”。 [南極冰的驚人照片這是給出的
然後,研究人員測序了兩個多年凍土樣品中包含的DNA,一種稱為宏基因組學的方法。然後,他們將樣品放在華氏41度(5度攝氏攝氏度)的41度中,將樣品解凍。他們在兩天后和七天后再次檢查了遺傳內容。他們還測量了樣品發出的氣體的濃度。
兩天后,他們看到了最初的甲烷。七天后,甲烷濃度顯著降低。樣品還排出了越來越多的二氧化碳。與甲烷不同,它沒有下降。
利用遺傳證據,研究人員能夠看到樣品中的細菌群落相比如何與活躍層相比,以及它們如何隨時間變化。
他們發現在整個研究過程中,DNA代表產生甲烷的細菌。但是他們在樣品中發現的遺傳證據呼應了甲烷的掉落。兩天后,吃甲烷的微生物開始增加,並繼續這樣做七天。
Jansson說,如果多年凍土在更大範圍內融化,則可能會抵消其食甲烷的細菌。 “這將完全取決於融化期間的特定環境情景。”
她說,融化速度和土壤中有機物的數量等因素將影響這種動態。從數據中,目前尚不清楚是否有任何清除二氧化碳。
起初,當凍結時微生物社區在兩個樣品中,即使它們從9.8英尺(3米)的地面出來,它們也有很大的不同。但是在接下來的一周中,每個樣本中的微生物社區概況變得彼此之間變得更加相似,並且兩者都類似於活動層的群體。
她在一封電子郵件中寫道:“我想我們不知道會發生什麼,但是我們可以說這轉變很快。”
研究人員在他們測序的大量DNA中,對一個產生甲烷的微生物進行了磨練,並組裝了其基因組草案或遺傳藍圖。
她說:“這種有機體與以前在文獻中培養或描述的任何生物都大不相同。”
相當豐富;它們在樣品中發現的DNA序列中約有2%屬於該生物。詹森說,這可能使這種有機體在產生甲烷中起關鍵作用。
該微生物還沒有名字,但它是一群笨拙的人。
她說:“我們看到的其中一些生物與其他已知對輻射或乾燥具有抗性的細菌有關(乾燥)。” “這為我們提供了一個線索,即這些生物如何能夠在2攝氏度(28.4攝氏度)中生存1000年。” [地球上最苛刻的環境這是給出的
為了生存,微生物可能會找到可以藏起來的地方,例如在不冷凍的鹹水膠片中。
您可以關注生活學 高級的作家Wynne Parry在Twitter上@Wynne_Parry。跟隨LiveScience在Twitter上進行最新的科學新聞和發現@livescience然後繼續Facebook。