Pomáhají mikroorganismy zmírňovat klimatické změny?

Metan je vysoce účinný skleníkový plyn, který by mohl klimatickou změnu dále zrychlit. Mezinárodní tým odborníků na kryosférickou ekologii v čele s Matějem Znamínkem z Katedry ekologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy se proto vydal do Grónska, kde zjistil zajímavé informace o tamních mikroorganismech.

Grónsko je jednou z oblastí, která se velmi rychle otepluje a dochází zde k rychlému tání a ústupu ledovců. S tím vzniká i obava z unikajícího metanu z nově odkrytých „mokřadů“. Metan je přitom asi třicetkrát účinnější v zachycení tepla v atmosféře oproti CO₂. Jedinou výhodou je, že z ní mizí rychle, zhruba po deseti letech. A proč vlastně pod ledovci metan vzniká?

Ač se mohou zdát ledovcové oblasti bez života či s minimem biologické aktivity, není tomu tak. Mezi ledovcem a podložím je zpravidla nahromaděna organická hmota, která je bakteriemi rozkládána. K rozkladu organické hmoty bakterie využívají nejraději vzdušný kyslík. Pokud je však množství kyslíku pod ledovcem vyčerpáno, dochází k anaerobnímu rozkladu organické hmoty právě za vzniku metanu, který pod ledovcem může setrvávat a posléze uniknout do atmosféry při tání ledovce a působit jako skleníkový plyn.

I zde však existuje naděje. Některé druhy mikroorganismů, konkrétně tzv. metanotrofové, jsou schopny opět metan oxidovat na metanol a dále na CO2 a zmírnit tak emise metanu do ovzduší.

Mezinárodní tým vědců se proto vydal na jihozápad Grónska, do oblasti Russellova ledovce, který intenzivně taje, aby prozkoumal místní složení mikroorganismů a procesy, které zde probíhají. Konkrétně se zaměřili na oblast, kterou je možné označit za jakési ohnisko neboli “hotspot“ uvolňování metanu a nachází se tam, kde tavné vody vytékají z tajícího ledovce. Koncentrace metanu v okolním vzduchu zde dosahují hodnot až 100 ppm (pro srovnání průměrná atmosférická koncentrace metanu je zhruba 2 ppm). Pro porovnání byly vzorky odebírány také dále po proudu a z jezer nacházejících se před čelem ledovce.

Pomocí extrakce DNA bylo u všech vzorků zjištěno, o které konkrétní mikroby se jedná, přičemž vědci zjistili zajímavé výsledky. V oblasti ohniska unikání metanu byla téměř třetina ze všech exportovaných mikrobiálních společenstev tvořena metylotrofními bakteriemi, tj. bakteriemi metabolizujícími jednouhlíkaté organické sloučeniny. Jejich množství se přitom zvyšovalo v průběhu roku s postupujícím táním ledovce. Mezi metylotrofními bakteriemi převládali zástupci metanotrofních bakterií typu I z třídy Gammaproteobacteria, kteří jsou schopni vzniklý metan využít a snížit tak jeho emise. Jejich relativní početnost však klesala s rostoucí vzdáleností od okraje ledovce na úkor metanotrofních bakterií typu II a metylotrofních bakterií z tříd Alphaproteobacteria a Betaproteobacteria.

Díky tomuto výzkumu z oblasti jihozápadního Grónska vědci zjistili, že ohniska s uvolňováním podledovcového metanu mohou být kolonizovány mikroorganismy, které mohou unikající metan potenciálně oxidovat a snižovat tak únik tohoto skleníkového plynu do atmosféry.