Az olvadó örökfagy mikrobái folyamatosan DNS-t cserélnek

Az Északi-sarkvidék örökfagya (permafroszt) hatalmas mennyiségű szenet tárol, amely évezredeken át szinte érintetlen maradt a fagyott talajban. Ahogy azonban a klímaváltozás miatt egyre nagyobb területek olvadnak fel, a talajban élő mikrobák újra aktívvá válnak, és meghatározó szerepet játszanak abban, hogy ez a szén a talajban marad-e, vagy üvegházhatású gázok formájában a légkörbe kerül.

Egy friss kutatás most arra jutott, hogy ezek a mikrobák sokkal gyakrabban cserélnek genetikai információt egymással, mint azt a tudósok korábban feltételezték. A felfedezés segíthet jobban megérteni, hogyan alkalmazkodnak a mikroorganizmusok a felmelegedő sarkvidéki környezethez, és ez miként befolyásolhatja a Föld szénkörforgását.

Nyolc éven át vizsgálták a svéd permafrosztot

A kutatók az észak-svédországi Stordalen-láp területén gyűjtöttek talajmintákat nyolc éven keresztül. Ez az örökfagyos tőzegláp az egyik legismertebb természetes laboratórium, ahol évtizedek óta figyelik a felmelegedés hatását a permafrosztra.

A minták elemzése során több mint 2,1 millió úgynevezett mobil genetikai elemet azonosítottak. Ezek apró DNS-szakaszok, amelyek képesek egyik mikroorganizmusból a másikba átjutni, így új tulajdonságokat adhatnak át, például azt, hogyan bontsanak le egy adott szerves anyagot, vagy hogyan alkalmazkodjanak a változó környezethez.

A DNS-csere sokkal gyakoribb, mint gondolták

A kutatás egyik legfontosabb eredménye, hogy a géncsere egyáltalán nem számít ritka eseménynek.

A tudósok becslése szerint egy adott mikrobiális közösségben akár a populáció felét is érintheti ez a folyamat. A mikrobák folyamatosan új génkombinációkat próbálnak ki, így rendkívül gyorsan képesek alkalmazkodni a megváltozott körülményekhez.

Korábban a mobil genetikai elemeket főként az antibiotikum-rezisztencia terjedésével kapcsolatban vizsgálták. Az új kutatás azonban azt mutatja, hogy ezek a genetikai „csomagok” a mindennapi életfolyamatokat is jelentősen befolyásolják.

A klímaváltozás egyik rejtett szereplői

Az örökfagy a világ egyik legnagyobb természetes szénraktára. A becslések szerint a permafrosztban több szén található, mint amennyi jelenleg a légkörben van.

Amikor a talaj felolvad, a mikrobák elkezdik lebontani az addig fagyott szerves anyagokat. Ennek során szén-dioxid és metán szabadulhat fel, amelyek tovább gyorsíthatják a globális felmelegedést. A mostani kutatás szerint a gyors géncsere azt is meghatározhatja, milyen sebességgel alkalmazkodnak ezek a mikroorganizmusok az új környezethez, és milyen ütemben alakul át a talaj szénforgalma.

Nemcsak a mikrobák számítanak, hanem az is, hogyan fejlődnek

A kutatás arra is rámutat, hogy a klímamodelleknek nem elegendő csupán a mikroorganizmusok számát figyelembe venni.

Legalább ennyire fontos megérteni azt is, milyen gyorsan képesek új géneket szerezni, elveszíteni vagy más fajoktól átvenni. Ez alapvetően befolyásolhatja, milyen hatékonyan bontják le a szerves anyagokat, és végső soron mennyi üvegházhatású gáz kerül a légkörbe.