Michaela Musilová v Nature Geoscience: Mikróby z ľadovcov produkujú bioreaktívny uhlík

Dr. Michaela Musilová dokázala, že mikróby z ľadovcov produkujú živiny potrebné pre okolité ekosystémy, výsledky publikovala v Nature Geoscience

Ľadovce sa donedávna považovali za významné zdroje organického uhlíka. Vedelo sa, že poskytujú dôležité živiny pre morské ekosystémy, do ktorých vteká roztopená voda z ľadovcov. Avšak o presnom pôvode a bioreaktivite rozpusteného organického uhlíka z povrchov ľadovcov sa doteraz len špekulovalo.

Slovenka Dr. Michaela Musilová a jej kolegovia z Bristolského Centra Glaciológie, ktorý sídli na Bristolskej Univerzite, zistila, že mikróby na povrchu grónskeho ľadovca sú zodpovedné za podstatnú časť vylučovaného bioreaktívneho uhlíka. Také množstva bioreaktívneho uhlíka by malo potenciál stimulovať k aktivite ďalšie mikróby žijúce v nadväzujúcich ekosystémoch, ako sú okolité rieky a moria. Ich zistenia boli publikované v aprílovom vydaní prestížneho vedeckého periodika Nature Geoscience.

Grónsky ľadovec je druhým najväčším ľadovcom na Zemi po antarktickom a môže dodávať oceánom približne 400 km3 vody ročne. Poznanie chemického zloženia tohto odtoku je dôležité, pretože môže značne ovplyvniť produktivitu vody a ekosystémov okolo Grónska.

Nedávne štúdie zistili, že ľadovcové odtoky sú významným zdrojom vysoko biologicky dostupných živín pre spomínané ekosystémy. Pôvod a chemické zloženie rozpustenej organickej hmoty v ľadovcovom odtoku sú stále predmetom diskusie.

V publikovanom článku, vedúca autorka štúdie Dr. Musilová a kolegovia prezentujú merania mikrobiálnej aktivity spolu so zložením ľadovcového odtoku počas troj-mesačneho výskumu povrchu Grónskeho ľadovca. Za to obdobie mikróby v Grónsku prežili viac-menej štyri ročné obdobia za polárnym kruhom v Grónsku. Z tých dát mohli výskumníci zistiť mnoho nových informácií o biochemických procesoch, ktoré sa odohrávajú počas všetkých ročných období v extrémnych prostrediach na ľadovcoch. Musilová sa okrem tejto štúdie venovala aj genetickým analýzam extrémnych organizmov na povrchu ľadovcov a dnes pôsobí ako hosťujúca profesorka na FEI STU.

Medzi zistenia patrí, že mikrobiálna fotosyntéza na ľadovcoch je veľmi veľká a porovnateľná s fotosyntézou v teplejších jazerách. Keďže množstvo mikrobiálneho dýchania bolo nižšie ako ich fotosyntéza, výskumníci vypočítali, že významná frakcia CO2 použitá na fotosyntézu sa nahromadila na ľade ako organický uhlík. Počas obdobia tavenia sa ľadovca (jar až jeseň), časť tohto organického uhlíka sa uvoľňuje do roztápajúceho sa ľaduako bioreaktívny rozpustený organický uhlík. Roztopený ľad potom preteká do okolitých riek, ktoré zas živiny prenesú do okolitých morí. Meranie mikrobiálnej fotosyntézy v tejto štúdií významne korelovali s koncentráciou bioreaktívnych rozpustených organických látok v ľade.

Okrem toho výskumníci dokázali, že voľne dostupné organické zlúčeniny (ako napríklad jednoduché uhľohydráty) tvoria 62 percent rozpusteného organického uhlíka vyvážaného z povrchu ľadovca cez prúdy topiaceho ľadu. Preto dospeli k záveru, že mikrobiálne spoločenstvá na ľadovcoch sú hlavným hnacím motorom pri výrobe a recyklácii bioreaktívneho organického uhlíka na ľadovcoch. Zároveň to potvrdilo teórie, že vylučovanie bioreaktívneho uhlíka z ľadovcov je závislé od aktivity extrémnych mikróbov na povrchu ľadovca.

Vedúca autorka článku Dr. Musilová povedala: „Táto štúdia poskytuje silné dôkazy o tom, že fotosyntetické mikróby na povrchu ľadu sú zdrojom veľkého množstva kvalitného uhlíka prítomného v odtokoch z ľadovcov. Tento bioreaktívny uhlík má potenciál byť využitý baktériami v okolitých prostrediach, čo môže zasa zvýšiť obrat živín a produktivitu nadväzujúcich ekosystémov.“

Profesor Alexandre Anesio z centra Bristol Glaciology povedal: „Už niekoľko rokov vieme, že niektoré druhy extrémofilov môžu dobre žiť na povrchu ľadu a táto štúdia nás posunula o krok ďalej. Dokázala, že mikrobiálne komunity na ľadovcoch môžu tiež zmeniť chemické zloženie ľadu a vody, ktorá odteká z Grónskeho ľadovca.“

Zdroje: