Onderzoek naar Microben in Permafrost onthult Verbazingwekkende Resultaten
In een nieuwe studie heeft een team van geologen en biologen, geleid door de Universiteit van Colorado Boulder, oude microben doen herleven die duizenden jaren in het ijs waren gevangenโsoms wel 40.000 jaar.
Deze studie benadrukt de waarde van permafrost, een bevroren mengsel van grond, ijs en rotsen dat bijna een kwart van het land op het noordelijk halfrond bedekt. Het fungeert als een ijzige begraafplaats waar dieren- en plantenresten, samen met talrijke bacteriรซn en andere micro-organismen, bevroren zijn in de tijd. Totdat nieuwsgierige wetenschappers proberen ze weer tot leven te wekken.
De onderzoekers ontdekten dat wanneer permafrost ontdooit, de microben enige tijd nodig hebben om actief te worden. Maar na enkele maanden, als na een lange slaap, beginnen ze zich te ontwikkelen tot bloeiende kolonies.
โDit zijn beslist geen dode monsters,โ zei Tristan Caro, hoofdauteur van de studie en voormalig afgestudeerde student in de geologische wetenschappen aan CU Boulder. โZe zijn nog steeds in staat om robuust leven te herbergen dat organisch materiaal kan afbreken en dit als kooldioxide kan vrijgeven.โ
De bevindingen werden in september gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. Deze onderzoeksresultaten hebben brede implicaties voor de gezondheid van de Arctische regio en de gehele planeet, voegde co-auteur Sebastian Kopf toe.
Vandaag de dag ontdooit de permafrost wereldwijd in een alarmerend tempo door door mensen veroorzaakte klimaatverandering. Wetenschappers maken zich zorgen dat deze trend een vicieuze cirkel kan inluiden. Terwijl permafrost ontdooit, zullen microben in de grond beginnen organisch materiaal af te breken, waardoor kooldioxide en methaanโbeide krachtige broeikasgassenโde lucht in worden gestoten.
โHet is een van de grootste onbekenden in klimaatresponsen,โ zei Kopf, professor in de geologische wetenschappen aan CU Boulder. โHoe zal het ontdooien van al deze bevroren grond, waar we weten dat er enorme hoeveelheden koolstof zijn opgeslagen, de ecologie van deze regioโs en de snelheid van klimaatverandering beรฏnvloeden?โ
Langdurige Slaap
Om deze onbekenden te verkennen, reisden de onderzoekers naar een unieke locatie, de Permafrost Tunnel van het U.S. Army Corps of Engineers. Deze onderzoeksfaciliteit strekt zich meer dan 350 voet de bevroren grond onder centraal Alaska in.
Toen Caro de tunnel binnenkwam, die even breed is als een mijnschacht, kon hij de botten van oude bizons en mammoeten uit de muren zien steken. โHet eerste wat je opvalt als je daar binnenloopt, is de vieze geur. Het ruikt als een muf kelder die veel te lang heeft stilgestaan,โ zei Caro, nu postdoctoraal onderzoeker aan het California Institute of Technology. โVoor een microbioloog is dat erg spannend, omdat interessante geuren vaak microbieel zijn.โ
In de huidige studie verzamelden de onderzoekers monsters van permafrost die enkele duizenden tot tienduizenden jaren oud waren van de muren van de tunnel. Ze voegden water toe aan de monsters en kweekten ze bij temperaturen van 39 en 54 graden Fahrenheitโkoud voor mensen, maar bijna kokend voor de Arctische regio.
โWe wilden simuleren wat er gebeurt in een Alaskaanse zomer, onder toekomstige klimaatvoorwaarden waarbij deze temperaturen dieper in de permafrost doordringen,โ zei Caro. Met een twist: de onderzoekers gebruikten water dat bestond uit ongewoon zware waterstofatomen, ook wel deuterium genoemd. Dit stelde hen in staat om te volgen hoe hun microben het water opnamen en vervolgens de waterstof gebruikten om de membranen van vetachtige stoffen op te bouwen die alle levende cellen omringen.
Arctische Zomers
Wat ze zagen was verrassend. In de eerste paar maanden groeide deze kolonies langzaam, in sommige gevallen vervingen ze slechts รฉรฉn op de 100.000 cellen per dag. In het laboratorium kunnen de meeste bacteriรซle kolonies binnen enkele uren volledig omgezet worden.
Maar na zes maanden was dat allemaal veranderd. Sommige bacteriรซle kolonies produceerden zelfs plakkerige structuren die โbiofilmsโ worden genoemd en met het blote oog zichtbaar zijn. Caro zei dat deze microben waarschijnlijk mensen niet konden infecteren, maar het team hield ze desondanks in afgesloten kamers.
Hij voegde toe dat de kolonies niet veel sneller leken te ontwaken bij hogere temperaturen. De resultaten kunnen lessen bevatten voor het ontdooien van permafrost in de echte wereld: na een warme periode kan het enkele maanden duren voordat microben actief genoeg worden om grote hoeveelheden broeikasgassen in de lucht uit te stoten.
Met andere woorden, hoe langer de Arctische zomers aanhouden, hoe groter de risicoโs voor de planeet. โJe kunt een enkele warme dag hebben in de Alaskaanse zomer, maar wat veel meer telt, is de verlenging van het zomerseizoen, waardoor deze warme temperaturen doordringen in de herfst en de lente,โ zei Caro. Hij voegde eraan toe dat er nog veel open vragen zijn over deze microben, zoals of oude organismen zich hetzelfde gedragen op verschillende locaties wereldwijd. โEr is zoveel permafrost in de wereldโin Alaska, Siberiรซ en andere koude noordelijke gebieden,โ zei Caro. โWe hebben slechts een klein stukje daarvan bemonsterd.โ

Geef een reactie