Norėdami patenkinti finansuotojus, Sh. Brownas ir jo komanda sugalvojo planą B: ieškoti dumblių baltoje sniego dangoje. Jie nesitikėjo rasti daug – bet jų nuostabai, atrado turtingą paslėptą dumblių, grybelių ir bakterijų ekosistemą. „Buvau tiesiog sužavėtas biologine įvairove“, – sako Sh. Brownas.
Iki šiol buvo manoma, kad mikroorganizmai sniege yra reti ir daugiausia neaktyvūs. Tik per pastaruosius kelerius metus mokslininkai – tarp jų ir Sh. Brownas – panaudojo naujausią DNR sekos nustatymo technologiją, kad atskleistų ten klestinčią slaptą gyvybę. Kuo daugiau sužinome, tuo labiau tampa aišku, kad sniego mikroorganizmai vaidina svarbų vaidmenį maistinių medžiagų ir anglies apykaitoje. Jie gali būti maži – bet atsižvelgiant į tai, kad sniegas dengia trečdalį Žemės paviršiaus, jie gali turėti nepastebimą poveikį planetos sveikatai ir klimatui.
Gali atrodyti neįtikėtina, kad gyvybė galėtų išlikti tarp ledo kristalų, atsižvelgiant į jos priklausomybę nuo skysto vandens – tačiau mikroorganizmai ištobulino išradingus būdus, kaip išgyventi sniege. Jie auga vandeningose gyslose, kurios driekiasi per sniego sluoksnį, ištirpusiame dėl priemaišų arba mikroorganizmų gaminamų baltymų. Ypač šaltose aplinkose kai kurie mikroorganizmai sulėtina savo medžiagų apykaitą iki tokio lygio, kad jų dalijimasis gali trukti šimtus metų. Kiti gali tiesiog dunksoti sniege, o tada tapti aktyviais atšilimo metu. „Šiuo metu mes tik spėliojame, – sako Sh. Brownas. – Mes tikrai nežinome, kaip jie išgyvena.“
Tačiau mokslininkai pradeda suprasti, iš kur visa tai atsiranda. Kai kurie mikroorganizmai tiesiog nukrinta iš dangaus – pakelti nuo Žemės paviršiaus ir vėjo nunešti į naujas vietas. Kai kurie sukuria patį sniegą, veikdami kaip sėkliniai taškai debesyse, kuriuose užšalęs vanduo gali prisikabinti ir tapti snaigėmis. Kiti gali tiesiog gulėti žemėje, laukdami savo laiko, sako Sh. Brownas. Tada sniego danga sukelia trumpalaikį, nematomą specializuotų mikrobų sužydėjimą – kaip ir dykumoje, kur lietaus metu trumpam atgyja žolės sėklos. Netgi jūsų kieme ką tik iškritęs sniegas slepia gyvybę.
Norėdami ištirti šių šaltų ekosistemų sudėtį, Sh. Brownas ir jo kolegos surinko sniegą iš skirtingų platumų Suomijoje, Norvegijoje ir Švedijoje, taip pat JAV Kolorado valstijoje – ir pritaikė techniką, vadinamą naujos kartos DNR sekos nustatymu, kuri leido jiems tirti esamus organizmus be jų auginimo, nagrinėjant mikrobų genus kiekviename mėginyje. Jie aptiko intriguojančių skirtumų tarp įvairių mikrobų tipų. Bakterijos buvo beveik vienodos visoje Europoje, nors skyrėsi nuo JAV, bet grybelių rūšys linko laikytis savo vietovių. Tai logiška, nes bakterijos yra daug mažesnės už grybus, todėl lengviau pasklinda pučiant vėjams.
Dumbliai buvo dar labiau stebinantys. Kadangi jie yra palyginti dideli ir sunkiau išsisklaidantys, galima būtų tikėtis, kad geografiškai nutolusios populiacijos sudarys skirtingas rūšių kombinacijas. Tačiau jos buvo nepaprastai panašios – net lyginant vietoves Europoje ir JAV, kur dominavo viena ir ta pati rūšis. Akivaizdus panašumas rodo, kad šie dumbliai yra labai prisitaikę gyventi sniege, sako Sh. Brownas, ir galbūt turėjo mažai paskatų keistis.
Mokslininkas tyrinėjo vidutinio klimato platumas, kur sniegas sudaro trumpalaikius slaptus „sodus“, kurie „žydi“ žiemą ir ištirpsta pavasarį. Situacija skiriasi nuolat užšalusiose regionuose, kur sniegas išlieka ištisus metus – pavyzdžiui, Antarktidoje.
2012 m. buvo pradėtas projektas, kurio metu buvo gręžiama ledynas Vakarų Antarktidoje, siekiant pasiekti po juo esantį ežerą ir ieškoti galimos gyvybės, kuri buvo atskirta nuo paviršiaus pusę milijono metų. Prieš pradedant gręžti, Davidas Pearce’as iš Nortumbrijos universiteto Jungtinėje Karalystėje ir jo komanda buvo paprašyti ištirti sniegą gręžimo vietos apylinkėse, kad nustatytų, kokie mikroorganizmai ten gyvena, siekiant išvengti užteršimo.
D. Pearce’as taip pat norėjo išsiaiškinti, ar visoje Antarktidoje gyvena tos pačios rūšys, ar yra vietinių skirtumų. Taigi, mokslininkai paėmė sterilizuotas kastuvus ir pradėjo kasti įvairiose vietose, kuriose buvo skirtingų tipų sniegas, įskaitant salas į šiaurę nuo Antarktidos pusiasalio ir įvairias vietas kontinento viduje.
Jie aptiko skirtingas mikroorganizmų bendrijas skirtingose vietovėse. Kai kurios bakterijos atitiko tas, kurios žinomos kitose pasaulio dalyse, tačiau buvo ir tokių, kurios, atrodo, yra unikalios Antarktikai.
Vienas iš pagrindinių Antarkties mokslininkų rūpesčių yra biologinis užteršimas, mikroorganizmų atnešimas iš kitų pasaulio vietų arba jau esančių mikroorganizmų perkėlimas. Šiuo atžvilgiu D. Pearce'o atradimai yra raminantys – nes nebuvo jokių įrodymų, kad žmonės būtų įnešę kokių nors mikroorganizmų. Tačiau jie taip pat rodo, kad intensyvi veikla gali atsitiktinai pakeisti natūralią rūšių pusiausvyrą. D. Pearce'as siūlo, kad kol geriau nesuprasime ekosistemos, specialaus mokslinio intereso zonose turėtų būti nustatytos draudžiamos zonos. „Mes nežinome pakankamai apie Antarkties mikrofloros įvairovę, kad galėtume būti tikri, jog, nuvykę į kokią nors vietą ir ką nors ten padarę, nesutrikdysime aplinkos“, – sako jis.
Mikroorganizmai visur aplink
Žinome tik tai, kad sniego mikroorganizmai nėra pasyvūs. „Kur tik pažvelgiame, randame mikroorganizmų, kurie yra aktyvūs ir dalyvauja biogeocheminiuose cikluose bei klimato aktyvių dujų gamyboje“, – sako D. Pearce’as.
Kitaip tariant, sniego mikroorganizmai atlieka svarbų vaidmenį procesuose, kurie yra būtini siekiant išlaikyti sveiką biosferą Žemėje. Pavyzdžiui, tyrėjų komanda nustatė, kad Arkties ir Antarkties sniege yra mikroorganizmų, kurie vartoja chemines medžiagas, vadinamas metilhalogenidais, kurios skaido atmosferos ozoną ir daro įtaką kitų atmosferos dujų – pavyzdžiui, šiltnamio efektą sukeliančių dujų metano – skilimui.
Kol kas nėra žinoma, kaip tiksliai sniego mikroorganizmai veikia Žemės klimatą. D. Pearce’as teigia, kad dėl ekstremalaus šalčio jų metabolizmas yra labai lėtas, tačiau didžiulis sniego kiekis Žemėje rodo, kad jie gali turėti didelę įtaką bendram procesui.
Net ir tuo metu, kai mokslininkai pradeda tyrinėti sniego gyvybę, jos ateitis yra pavojuje dėl visuotinio atšilimo. Kai kuriose pasaulio vietose sniegas tirpsta anksčiau, o kitose vietose sniego iškrenta daugiau nei anksčiau. Visa tai turės nežinomą poveikį sniego mikroorganizmams ir procesams, kuriuose jie gali dalyvauti. „Šiose sistemose tikrai yra daug naujos gyvybės ir naujos biologinės įvairovės, kurią reikia aprašyti, – sako Sh. Brownas. – Mes tiesiog per mažai apie juos žinome, kad suprastume, ką prarandame.“
Parengta pagal „New Scientist“.