Учёные составили каталог исчезающих микроорганизмов криосферных экосистем

Криосферные экосистемы — одни из старейших на планете. Учёные из EPFL обнаружили, что живущие в них микроорганизмы имеют уникальную генетическую подпись. Они провели инвентаризацию микроорганизмов в этих экосистемах и собрали информацию в базу данных, которая станет полезным ресурсом для будущих исследований в области микробиологии изменения климата.

Криосферные экосистемы покрывают почти 20% поверхности Земли и включают полярные ледяные шапки, горные ледники, ледниковые озёра, вечную мерзлоту и прибрежные районы, питаемые ледниковыми потоками. Микробиом этих экосистем всё ещё плохо изучен научным сообществом, хотя многие микроорганизмы находятся под угрозой из-за изменения климата.

Учёные из Лаборатории речных экосистем (RIVER) EPFL проводят инвентаризацию, чтобы лучше понять микробиом, пока не стало слишком поздно. Массимо Буркин, аспирант RIVER, провёл исследование, чтобы составить комплексный сравнительный каталог микроорганизмов, обитающих в криосферных экосистемах. «Мы обнаружили, что этот микробиом обладает уникальными чертами и, вероятно, сформировался на ранних этапах эволюции по сравнению с другими экосистемами Земли», — говорит он.

База данных исследовательской группы содержит информацию о не менее чем 695 образцах, собранных в различных криосферных экосистемах по всему миру. Она послужит полезным справочником для дальнейших исследований микробиологии криосферы и последствий изменения климата. Исследование опубликовано в Nature Communications.

Находящаяся под угрозой экосистема

Учёные использовали машинное обучение, статистику и свою базу данных, чтобы определить, какие бактерии наиболее распространены и многочисленны в той или иной части криосферы. Эти методы также могут с 96% точностью определить, был ли образец собран в криосфере. «Мы сгруппировали микроорганизмы по схожим признакам, — говорит Буркин. — В результате мы обнаружили особенности этого микробиома, который формировался миллионы лет в процессе эволюции и адаптации к экстремальным температурам и бедной питательными веществами среде, а сегодня находится под серьёзной угрозой».

Исследование Буркина является частью проекта «Исчезающие ледники» (Vanishing Glaciers), финансируемого Фондом NOMIS. Его работа направлена на лучшее понимание того, как таяние ледников влияет на микроорганизмы и их геномы в ледниковых потоках. В частности, исследование опиралось на образцы, собранные по всему миру в рамках этого проекта, и сравнивало их с образцами из других криосферных экосистем.

Перспективные направления

Работа учёных RIVER продолжается. «Открытие новых бактерий и их особенностей всегда открывает перспективные направления для исследований», — отмечает Буркин. Например, его исследование показывает, что микробиом ледниковых потоков отличается от микробиома других криосферных экосистем. Это интригующий научный факт, который может помочь лучше понять уникальность микроорганизмов в ледниковых потоках — основном фокусе проекта «Исчезающие ледники».