Зимата на Антарктикот е долга, темна и сурова. Температурите се постојано под нулата, на многу локации сонцето заоѓа веќе во април и не се враќа до август, а без светлина, фотосинтетските организми како што се растенијата, мововите и алгите не можат да произведат енергија. Но тоа не значи дека животот престанува. Ново истражување покажува дека антарктичките микроорганизми можат да произведуваат енергија од воздухот дури и на температури до -20°C.
Микробите можат да го користат воздухот цела година
Откритието носи ново разбирање за тоа како животот преживува во екстремни услови, но и како климатските промени би можеле да влијаат на овие процеси.
Уште во 2017 година научниците утврдија дека голем број антарктички микроби можат да користат атмосферски гасови во многу ниски концентрации како извор на енергија, а тој процес се нарекува автотрофија. Тоа е механизам во кој микроорганизмите, со помош на специјализирани ензими, „фаќаат“ траги од водород и јаглерод моноксид од воздухот и ги претвораат во енергија, што им дава клучна предност за опстанок во сувата антарктичка почва. Досега не беше јасно до кои температури може да функционира овој процес, односно дали може да го одржи животот во текот на долгите зимски месеци.
Процесот функционира и во зима, и тоа многу пошироко отколку што се мислеше.
Помеѓу 2022 и 2024 година научниците собраа примероци од почва од различни делови на Источен Антарктик и ги анализираа во лабораторија. Тие ја измерија брзината со која микробите ги користат атмосферските гасови, но исто така ја секвенционираа нивната ДНК за да утврдат кои видови и гени учествуваат во тој процес.
Резултатите покажаа дека автотрофијата функционира и на летни (околу 4°C) и на зимски (20°C) температури, што значи дека микробите можат да го користат воздухот како извор на енергија во текот на целата година. Но, можеби уште поизненадувачки беше горниот температурен праг. Иако температурата на почвата на Антарктикот ретко надминува 20°C, истражувачите пронајдоа микроорганизми што можат да генерираат енергија од водород дури и на 75°C. Со други зборови, тие се приспособени на екстремен студ, но не се ограничени на него, што истражувачите живописно го опишуваат како „пингвин што напредува во тропска џунгла“. За да ги потврдат резултатите во реални услови, научниците спроведоа дел од истражувањето и на терен. Тие ги запечатија примероците од почвата во стаклени садови и ги анализираа промените во составот на гасовите, при што се покажа дека дури и под природни услови, микробите активно трошат водород од воздухот.
Овие организми дејствуваат како примарни производители
ДНК-анализата откри дека повеќето микроорганизми во почвата на Антарктикот поседуваат гени за користење водород, а многу од нив и за врзување јаглерод од атмосферата. Овие организми дејствуваат како примарни производители – тие создаваат биомаса од воздухот, без да се потпираат на сончевата енергија. Во повеќето екосистеми фотосинтезата е таа што ја формира основата на синџирот на исхрана бидејќи растенијата ја претвораат енергијата на сонцето во органска материја што потоа ја трошат други видови. На Антарктикот, каде што фотосинтезата е ограничена, научниците претпоставуваат дека автотрофијата ја презема оваа клучна улога. За разлика од фотосинтезата, таа не зависи од светлината, ниту пак бара проточна вода, што ја прави идеален механизам во сурови услови. Со оглед на важноста на овој процес за антарктичките екосистеми, истражувачите анализираа и како климатските промени би можеле да влијаат на автотрофијата. Во сценарија со ниски емисии на стакленички гасови, се очекува зголемување на потрошувачката на атмосферски водород за околу четири проценти, а во оние со високи емисии, овој раст може да достигне 35 проценти. Иако самиот водород не е стакленички гас, тој игра важна улога во регулирањето на концентрацијата на други гасови, вклучувајќи го и метанот. Почвите, со микроорганизмите што живеат во нив, се одговорни за дури 82 проценти од вкупната глобална потрошувачка на водород, што ги прави клучен елемент од глобалниот циклус на овој гас. Научниците истакнуваат дека температурата е само еден од факторите што влијаат на однесувањето на микроорганизмите во услови на климатски промени.
