Ошеломлённые учёные обнаружили более 900 невиданных ранее видов микробов, живущих внутри ледников на Тибетском нагорье. Анализ геномов микробов показал, что некоторые из них могут вызывать новые пандемии, если быстрое таяние, вызванное изменением климата, освободит их из ледяных тюрем.
В новом исследовании учёные из Китайской академии наук взяли образцы льда с 21 ледника на Тибетском нагорье — высокогорном регионе в Азии, зажатом между Гималайским горным хребтом на юге и пустыней Такла-Макан на севере. Затем специалисты секвенировали ДНК микроскопических организмов, запертых во льду, создав огромную базу данных геномов микробов, которую они назвали каталогом Tibetan Glacier Genome and Gene (TG2G). Это первый случай, когда микробное сообщество, скрытое в леднике, было генетически секвенировано.
Изображение: Shutterstock
Команда учёных обнаружила 968 видов микробов, замороженных во льду — в основном это бактерии, но также водоросли, археи и грибы, сообщили исследователи 27 июня в журнале Nature Biotechnology. Но, что ещё более удивительно, около 98% этих видов были совершенно новыми для науки. По словам исследователей, такой уровень микробного разнообразия был неожиданным из-за проблем, связанных с жизнью внутри ледников.
«Несмотря на экстремальные условия окружающей среды, такие как низкие температуры, высокий уровень солнечной радиации, периодические циклы замерзания-оттаивания и недостаток питательных веществ, на поверхности ледников существует разнообразная жизнь», — пишут авторы исследования.
Исследователи точно не знают, сколько лет некоторым из этих микробов; согласно анализу, предыдущие исследования показали, что можно оживить микробы, которые находились в ловушке во льду до 10 тыс. лет.
Это не первый случай, когда учёные обнаруживают удивительное изобилие микробов, обитающих в тибетских ледниках. В январе 2020 года команда, проанализировавшая ледяные керны одного ледника, обнаружила 33 различные группы вирусов, живущих во льду, 28 из которых никогда ранее не встречались.
По словам экспертов, удивительное микробное разнообразие в ледниках в сочетании с увеличением таяния ледникового льда из-за изменения климата повышает шансы на то, что потенциально опасные микробы — скорее всего, бактерии — вырвутся наружу и нанесут ущерб.
«Расположенные во льдах патогенные микробы могут привести к локальным эпидемиям и даже пандемиям», — пишут авторы.
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что некоторые из вновь обнаруженных бактерий могут быть очень опасны для людей и других организмов. К каталоге TG2G команда определила 27 тыс. потенциальных факторов вирулентности — молекул, которые помогают бактериям проникать и колонизировать потенциальных хозяев. Исследователи предупредили, что около 47% из этих факторов вирулентности никогда не были замечены ранее, и поэтому нет никакого способа узнать, насколько вредными могут быть эти бактерии.
По словам исследователей, даже если эти потенциально патогенные бактерии могут недолго выживать после побега из своих ледников, они всё равно могут приводить к появлению проблем. Бактерии обладают уникальной способностью обмениваться большими участками своей ДНК, известными как мобильные генетические элементы (МГЭ), с другими бактериями. Таким образом, даже если ледниковые бактерии погибнут вскоре после оттаивания, они все же могут передать часть своей вирулентности другим бактериям, с которыми они столкнутся. Это генетическое взаимодействие между ледниковыми микробами и современными микроорганизмами «может быть особенно опасным», отмечают учёные.
Ледники Тибетского нагорья могут стать очагом будущих пандемий, потому что они питают пресной водой ряд водных путей, включая реки Янцзы, Хуанхэ и Ганг, которые снабжают водой две из самых густонаселённых стран мира: Китай и Индию. Пандемии быстро распространяются в густонаселённых районах, в этом случае хорошим примером выступает недавняя пандемия COVID-19.
Но эта потенциальная проблема затронет не только Азию. На Земле насчитывается более 20 тыс. ледников, покрывающих около 10% суши планеты, и каждый ледник, вероятно, имеет свои собственные уникальные микробные сообщества. В апреле 2021 года исследование с использованием спутниковых изображений ледников показало, что почти каждый ледник на Земле демонстрировал ускоренные темпы потери льда в период с 2000 по 2019 год, что увеличивает риск того, что микробы, порождающие пандемии, могут вырваться из любой точки планеты. Исследователи предупредили, что «необходимо оценить потенциальные риски для здоровья, [исходящие от этих микробов]», прежде чем их выпустят из ледяных тюрем.
Однако в этом новом исследовании есть и положительные стороны. Генетические записи микробных сообществ, такие как каталог TG2G, можно использовать в качестве «инструментов» для биоразведки — изучения природных систем с целью поиска новых ценных соединений, которые можно использовать в медицине, косметике и других полезных технологиях. Это делает такие базы данных, как TG2G, очень важными, особенно если недавно открытые виды вымрут в будущем; результат, который слишком вероятен, если они не смогут адаптироваться к изменениям в их замороженной среде обитания, пишут исследователи.
Читать ещё: В тибетском леднике обнаружили 33 древних вируса, из которых только 5 известны современной науке.
