Пущино. Новости

Яндекс.Погода

воскресенье, 21 апреля

ясно+8 °C

Онлайн трансляция

Секреты жидкой мерзлоты. Пущинские исследователи изучают уникальные экосистемы

07 февр. 2019 г., 9:50

Просмотры: 10437


Не так давно юные журналисты центра «Радуга» рассказывали об исследованиях вечной мерзлоты, которые ведут пущинские учёные. Сегодня в центре их внимания ещё более загадочный объект – криопэги.

Вода, которая не замерзает при отрицательных температурах, наследие Северного Полярного океана, дом для микроорганизмов, теоретически способных изменить экологическую обстановку – всё это криопэги. Уникальные экосистемы в толщах вечной мерзлоты.

– Это линзы незамёрзших высокоминерализованных растворов. Уникальность, собственно, этих экологических ниш определяется постоянным воздействием отрицательных температур, высокой солёностью и изолированностью от воздействия внешних факторов, – поясняет Елена Спирина, старший научный сотрудник лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения.

Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый – к таким названиям океанов мы давно привыкли. Но что, если упомянуть ещё одно? Северный полярный океан. Нет, мы не открыли новый объект, это название древнего северного водного пространства.

Спирина_криопэги.jpg

– Что мы подразумеваем под Северным полярным океаном? Это совокупность всех вод Северного полюса, включая Северный Ледовитый океан и северные моря: Лаптевых, Карское, Восточно-Сибирское, Баренцево, Чукотское, Гренланское, Норвежское и море Бофорта. Это и можно назвать Северным полярным океаном, – перечислила Елена Владиславовна.

Все криопэги образуются в отложениях морского происхождения. Движение тектонических плит привело к отходу – регрессии океана. Из-за холодного климата эти донные отложения стали промерзать сверху. Промерзая, лёд опреснялся, а соли уходили в низлежащие горизонты. Так в течение нескольких десятков тысяч лет шло постепенное формирование криопэгов. Кстати, их химический состав несёт в себе информацию о температуре природной среды на момент образования уникальных объектов. А значит, это возможность узнать о природных условиях древних времён. Возраст криопэгов определяется возрастом окружающей их мерзлоты. Самым молодым 5-7 тысяч лет, самым древним около 200 тысяч. Толщина криопэгов – до 1,5 метров, ширина – до 5. Обнаружены они были практически на всём арктическом побережье России.

– На криопэги как на экосистемы впервые обратил в начале 2000-тысячных годов д.г.м.-м.н. Гиличинский Давид Абрамович. До 2012 года он руководил нашей лабораторией, и за это время в криопэгах были обнаружены разнообразные микроорганизмы, – рассказывает об исследованиях Елена Спирина.

В криопэгах – жидкой мерзлоте – тысячелетиями сохраняются бактерии, археи, мицелиальные грибы при отрицательных температурах, да ещё и в высокосолёной воде. Как же существуют эти микроорганизмы в таких экстремальных условиях?

– Стратегии выживания клеток микроорганизмов в жидкой и твёрдой мерзлоте различны.  Для того чтобы понять это, нам нужно изучить разнообразие, выделить чистые культуры, изучить их физиолого­-биохимические свойства, какие-то особенности микроорганизмов, которые бы позволили нам как раз изучить эти стратегии, – говорит Елена Спирина.

Оказывается, холод не является определяющим фактором для смерти бактерий. Эксперименты говорят о потенциальной способности клеток питаться при температурах вплоть до -20 градусов. Чтобы изучить физиологические и биохимические особенности микроорганизмов, понять, в чем их экологическая значимость и в чем их биотехнологический потенциал, в лаборатории криологии почв выделяют чистые культуры, выращивают и исследуют их уникальные свойства на различных питательных средах.

– В криопэгах за время исследований было обнаружено очень много жизнеспособных микроорганизмов, в том числе были описаны пять новых бактериальных видов, – делится Елена Спирина.

Один из этих новооткрытых микроорганизмов – анаэробная солелюбивая бактерия Desulfovibriо gilichinskyi названа в честь Давида Абрамовича Гиличинского, основоположника этого направления в мировой науке. Он привозил образцы с Колымской низменности, полуострова Ямал, с Камчатки.

– Вечная мерзлота, со своими экологическими нишами и обитателями, – это такой многомиллионолетний естественный проект, который мы не можем, к сожалению, повторить в лабораторных условиях. Геологическое время нам неподвластно. Но смоделировать в экспериментах некоторые условия мы можем, – отмечает Елена Владиславовна.

Такое изучение в условиях лаборатории было бы полезным и для определения возможного влияния бактерий из прошлого на наше будущее. Речь идёт о глобальном потеплении климата и следующим за ним оттаиванием мерзлоты.

– Деградация вечной мерзлоты может привести к высвобождению древних парниковых газов, – рассказывает Елена Спирина. – Микрофлора, которая находилась в мёрзлом состоянии, после оттаивания может включаться в современные биогеохимические циклы и, более того, приводить к новообразованию парниковых газов, которые тоже будут включаться в оборот.

Так у глобального потепления появляются и новые, неявные на первый взгляд, последствия. Изменение экологической ситуации – не только поднятие уровня воды, но и непредсказуемое пока взаимодействие древних микроорганизмов с современными. И почему бы, пока учёные пытаются изучить этот вопрос в теории, людям, далёким от таких исследований, не задуматься о том, что они тоже могут повлиять на происходящие в природе изменения? И не выбрать экологически устойчивый путь развития?

Ирина Гриневич, Андрей Дёмин, Ксения Иванова, Екатерина Лебедева, Елизавета Толстоброва, Ярослав Удовенко


На территории Московской области расположено 8 наукоградов Российской Федерации