Ludzie pozostawiają „zamrożony ślad” drobnoustrojów na Mount Everest

Około 5 mil nad poziomem morza w Himalajach skaliste zbocze między Mount Everestem a siostrzanym szczytem Lhotse leży smagane wiatrem i wolne od śniegu. To tutaj, w South Col, setki poszukiwaczy przygód zakładają swój ostatni obóz każdego roku przed próbą wspięcia się na najwyższy szczyt świata od strony południowo-wschodniej.

Według nowych badań prowadzonych przez University of Colorado Boulder pozostawiają po sobie również zamrożone dziedzictwo odpornych drobnoustrojów, które mogą wytrzymać ekstremalne warunki na dużych wysokościach i pozostawać uśpione w glebie przez dziesięciolecia, a nawet stulecia.

Badania nie tylko rzucają światło na niewidoczny wpływ turystyki na najwyższą górę świata, ale mogą również prowadzić do lepszego zrozumienia ekologicznych ograniczeń życia na Ziemi, a także tego, gdzie życie może istnieć na innych planetach lub zimnych księżycach . Wyniki zostały opublikowane w zeszłym miesiącu Badania Arktyki, Antarktydy i Alp.

„W mikrobiomie Everestu jest zamrożony ludzki ślad, nawet na tej wysokości” – powiedział Steve Schmidt, starszy autor artykułu i profesor ekologii i biologii ewolucyjnej.

W ostatnich dziesięcioleciach naukowcy nie byli w stanie definitywnie zidentyfikować drobnoustrojów związanych z ludźmi w próbkach pobranych z wysokości 26 000 stóp. To badanie jest pierwszym, w którym technologia sekwencjonowania genów nowej generacji została wykorzystana do analizy gleby z tak dużej wysokości na Mount Everest, umożliwiając naukowcom uzyskanie nowego wglądu w prawie wszystko i wszystko, co się w niej znajduje.

Naukowcy nie byli zaskoczeni odkryciem mikroorganizmów pozostawionych przez ludzi. Mikroby są wszędzie, nawet w powietrzu, i mogą łatwo latać w górę iw dół daleko od pobliskich kempingów lub szlaków.

„Jeśli ktoś wydmuchuje nos lub kaszle, to może się pojawić” – powiedział Schmidt.

Podobało im się jednak to, że niektóre drobnoustroje, które wyewoluowały, by żyć w ciepłym, wilgotnym środowisku, takim jak nasze nosy i usta, były wystarczająco odporne, aby przetrwać hibernację w tak ekstremalnych warunkach.

życie w kriosferze

Ten zespół naukowców z University of Colorado Boulder – w tym Schmidt i główny autor Nicholas Dragon i Adam Solon, absolwenci Wydziału Ekologii i Biologii Ewolucyjnej oraz Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) – badają kriosferę: zimno Ziemi regiony i granice życie w nim. Pobrali próbki gleby wszędzie, od Antarktydy i Andów po Himalaje i Arktykę. Zwykle drobnoustroje związane z ludźmi nie pojawiają się w tych miejscach w takim stopniu, jak w ostatnich próbkach Everestu.

Przez lata praca Schmidta połączyła go z naukowcami, którzy w maju 2019 r. udali się na Everest South Col, aby założyć najwyżej ocenianą stację pogodową na świecie, zbudowaną przez National Geographic i Wyprawa Rolex Perpetual Planet na Everest.

Zapytał swoich kolegów: Czy moglibyście pobrać próbki gleby, kiedy już tam byliście?

Tak więc Baker Perry, współautor, profesor geografii na Appalachian State University i zwiadowca National Geographic, przeszedł jak najdalej od Camp South Cole, aby zebrać próbki gleby i wysłać je do Schmidta.

Zakończenia są na Ziemi i nigdzie indziej

Następnie Dragon i Solon przeanalizowali glebę w kilku laboratoriach w CU Boulder. Korzystając z technologii sekwencjonowania genów nowej generacji i konwencjonalnych technik rolniczych, byli w stanie zidentyfikować DNA prawie wszystkich żywych lub martwych drobnoustrojów w glebie. Następnie przeprowadzili szeroko zakrojone analizy bioinformatyczne sekwencji DNA, aby określić różnorodność organizmów, a nie ich obfitość.

Większość znalezionych sekwencji DNA drobnoustrojów była podobna do organizmów ekstremofilnych lub „nadwrażliwych”, odkrytych wcześniej w innych miejscach położonych na dużych wysokościach w Andach i Antarktydzie. Najobficiej występującym organizmem, który odkryli przy użyciu zarówno starych, jak i nowych metod, był grzyb z rodzaju Naganishia, który może wytrzymać ekstremalne poziomy zimna i światła ultrafioletowego.

Odkryli również DNA drobnoustrojów niektórych organizmów blisko związanych z ludźmi, w tym Staphylococcus, jednej z najczęstszych bakterii skóry i nosa, oraz Streptococcus aureus, rodzaju, który jest powszechny w jamie ustnej człowieka.

Na wyższych wysokościach światło ultrafioletowe, niskie temperatury i ograniczona dostępność wody często zabijają drobnoustroje. Przeżywają tylko najtwardsze stworzenia. Większość – jak drobnoustroje przenoszone przez ludzi na duże wysokości – przechodzi w stan uśpienia lub umiera, ale istnieje możliwość, że organizmy takie jak Naganishia mogą się rozwijać przez krótki czas, gdy woda i optymalne promienie słoneczne zapewniają wystarczającą ilość ciepła, aby pomóc im tymczasowo się rozwijać. Ale nawet dla najtwardszych drobnoustrojów Mount Everest jest „Hotelem Kalifornia”: „Możesz się zameldować w dowolnym momencie / Ale nigdy nie możesz wyjść”.

Naukowcy nie spodziewają się, że ten mikroskopijny wpływ na Everest będzie miał znaczący wpływ na szersze środowisko. Ale ta praca ma implikacje dla możliwości życia pozaziemskiego, jeśli ludzie kiedykolwiek postawią stopę na Marsie lub poza nią.

„Możemy znaleźć życie na innych planetach i chłodnych księżycach” – powiedział Schmidt. „Musimy uważać, aby sami ich nie zanieczyszczać”.

Inni autorzy tej publikacji to: Anton Simon, Department of Geography and Planning, Appalachian State University; oraz Tracie Seimon, Wildlife Conservation Society, Zoological Health Programme, Bronx, Nowy Jork.