ในขณะที่โลกของเราอบอุ่นโลกที่ถูกล็อคใน Permafrost จะมีชีวิตอยู่และนักวิจัยกังวลว่าผู้อยู่อาศัยตัวเล็ก ๆ ของดินน้ำแข็งจะเริ่มปั่นก๊าซเรือนกระจก
“ ไม่มีใครดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับจุลินทรีย์เมื่อ Permafrost ละลาย” Janet Jansson นักวิทยาศาสตร์อาวุโสของ Lawrence Berkeley National Laboratory ในแคลิฟอร์เนียกล่าว เธอเป็นผู้นำการศึกษาที่บันทึกสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อชิ้นของอลาสก้า permafrost ละลายเป็นครั้งแรกใน 1,200 ปี
“ ตอนนี้เรามีรูปภาพไม่เคยมีมาก่อน” แจนสันกล่าวพร้อมกับเพื่อนร่วมงานของเธอจัดลำดับวัสดุทางพันธุกรรมของจุลินทรีย์ภายในpermafrost แช่แข็งและละลาย- ระหว่างทางพวกเขายังค้นพบจุลินทรีย์ใหม่สู่วิทยาศาสตร์และจัดลำดับพิมพ์เขียวทางพันธุกรรมหรือจีโนมทั้งหมด
Permafrost เป็นสิ่งที่ดูเหมือน-ดินที่ถูกแช่แข็งมานานหลายพันหรือหลายร้อยพันปี-และเต็มไปด้วยพืชที่ตายแล้วและสิ่งที่มีชีวิตอื่น ๆ ที่มีอยู่เมื่อเกิด permafrost อุณหภูมิโลกที่สูงขึ้นจะละลายสารอินทรีย์นี้ทำให้จุลินทรีย์เริ่มสลายได้ ในกระบวนการพวกเขาปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่มีคาร์บอน นักวิทยาศาสตร์เป็นห่วงโดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการนี้สามารถปั๊มมีเธนจำนวนมากซึ่งมีคาร์บอนและเป็นโลกที่อุ่นขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ
เนื่องจากมีคาร์บอนจำนวนมากซ่อนตัวอยู่ใน Permafrost นักวิทยาศาสตร์จึงกลัวการละลายมันอาจทำให้เกิดภาวะโลกร้อนซ้ำซาก- ยกตัวอย่างเช่น Arctic Permafrost คาดว่าจะมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากกว่า 250 เท่าจากสหรัฐอเมริกาในปี 2009
มีเธนเคี้ยว
เพื่อหาวิธีที่จุลินทรีย์จะตอบสนองในโลกที่อบอุ่นนักวิจัยใช้ตัวอย่างของ permafrost เช่นเดียวกับชั้นน้ำแข็งด้านบนซึ่งละลายในฤดูร้อนและถือว่าเป็น "เลเยอร์ที่ใช้งานอยู่" ที่ Hess Creek, Alaska -ภาพถ่ายที่สวยงามของน้ำแข็งแอนตาร์กติก-
จากนั้นนักวิจัยก็จัดลำดับดีเอ็นเอที่มีอยู่ในตัวอย่าง permafrost สองตัวอย่างซึ่งเป็นวิธีการที่เรียกว่า metagenomics จากนั้นพวกเขาเก็บตัวอย่างที่ 41 องศาฟาเรนไฮต์ (5 องศาเซลเซียส) ซึ่งละลายพวกเขา พวกเขาตรวจสอบเนื้อหาทางพันธุกรรมอีกครั้งในอีกสองวันต่อมาและเจ็ดวันต่อมา พวกเขายังวัดความเข้มข้นของก๊าซที่ปล่อยออกมาจากตัวอย่าง
พวกเขาเห็นการระเบิดครั้งแรกของมีเธนหลังจากสองวัน หลังจากเจ็ดวันความเข้มข้นของก๊าซมีเทนลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างยังปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งแตกต่างจากมีเธนมันไม่ได้ลดลง
ด้วยการใช้หลักฐานทางพันธุกรรมนักวิจัยสามารถดูได้ว่าชุมชนแบคทีเรียในตัวอย่างเมื่อเทียบกับอีกคนหนึ่งและชั้นที่ใช้งานอยู่อย่างไรและพวกเขาเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป
พวกเขาพบตัวแทน DNA ของแบคทีเรียที่ผลิตมีเธนตลอดการศึกษา แต่หลักฐานทางพันธุกรรมที่พวกเขาพบในตัวอย่างสะท้อนการล่มสลายของมีเธน หลังจากสองวันจุลินทรีย์กินมีเธนเริ่มเพิ่มขึ้นและยังคงทำเช่นนั้นได้ถึงเจ็ดวัน
เป็นไปได้ว่าแบคทีเรียที่กินมีเธนอาจชดเชยมีเธนที่เกิดจากคู่ของพวกเขาหาก permafrost ละลายในระดับที่ใหญ่กว่า Jansson กล่าว "มันจะขึ้นอยู่กับสถานการณ์สิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะในระหว่างการละลาย"
ปัจจัยเช่นความเร็วของการละลายและปริมาณของสารอินทรีย์ในดินจะมีอิทธิพลต่อไดนามิกนี้เธอกล่าว จากข้อมูลมันไม่ชัดเจนว่ามีสิ่งใดที่จะลบคาร์บอนไดออกไซด์
ตอนแรกเมื่อแช่แข็งชุมชนจุลินทรีย์ในตัวอย่างทั้งสองแตกต่างกันมากแม้ว่าพวกเขาจะออกมาจากพื้นดิน 9.8 ฟุต (3 เมตร) แต่ในสัปดาห์ต่อมาโปรไฟล์ชุมชนจุลินทรีย์จากแต่ละตัวอย่างมีความคล้ายคลึงกันมากขึ้นและทั้งคู่ก็เข้ามาใกล้เคียงกับชั้นที่ใช้งานอยู่
“ ฉันเดาว่าเราไม่รู้ว่าจะคาดหวังอะไร แต่เราสามารถพูดได้ว่าการเปลี่ยนแปลงนั้นรวดเร็ว” เธอเขียนในอีเมล
จากมวลของ DNA ที่พวกเขาจัดลำดับนักวิจัยได้รับการฝึกฝนในจุลินทรีย์ที่ผลิตมีเธนหนึ่งตัวและรวบรวมร่างจีโนมหรือพิมพ์เขียวทางพันธุกรรม
“ สิ่งมีชีวิตนี้แตกต่างจากสิ่งใดก็ตามที่เคยได้รับการเลี้ยงดูหรืออธิบายไว้ในวรรณคดี” เธอกล่าว
มันค่อนข้างอุดมสมบูรณ์ ประมาณ 2 เปอร์เซ็นต์ของลำดับดีเอ็นเอที่พวกเขาพบในตัวอย่างเป็นของสิ่งมีชีวิตนั้น สิ่งนี้ทำให้สิ่งมีชีวิตนี้มีบทบาทสำคัญในการผลิตมีเธน Jansson กล่าว
จุลินทรีย์นี้ยังไม่มีชื่อ แต่มันเป็นหนึ่งในกลุ่มที่แข็งแกร่ง
“ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้บางอย่างที่เราเห็นเกี่ยวข้องกับแบคทีเรียอื่น ๆ ที่รู้จักกันว่าทนต่อการแผ่รังสีหรือการผึ่งให้แห้ง (แห้ง)” เธอกล่าว "มันทำให้เรามีเงื่อนงำว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีความสามารถในการรอดชีวิต 1,000 ปีในลบ 2 องศาเซลเซียส (28.4 องศา f)" -สภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่สุดในโลก-
เพื่อความอยู่รอดจุลินทรีย์น่าจะหาสถานที่ที่พวกเขาสามารถซ่อนได้เช่นในภาพยนตร์ของน้ำเค็มที่ไม่แช่แข็ง
คุณสามารถติดตามได้LiveScience อาวุโสนักเขียน Wynne Parry บน Twitter@wynne_parry-ติดตาม LiveScience สำหรับข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุดและการค้นพบบน Twitter@livescienceและต่อไปFacebook-
