Prawie 5 mil nad poziomem morza w Himalajach skaliste zagłębienie między Mount Everestem a jego siostrzanym szczytem, Lhotse, leży smagane wiatrem i wolne od śniegu. To tutaj, w South Col, każdego roku setki poszukiwaczy przygód rozbijają swój ostatni obóz przed próbą zdobycia najwyższego szczytu świata od strony południowo-wschodniej.
Według nowych badań prowadzonych przez University of Colorado Boulder, pozostawiają one również zamrożone dziedzictwo odpornych drobnoustrojów, które mogą wytrzymać trudne warunki na dużych wysokościach i pozostawać uśpione w glebie przez dziesięciolecia, a nawet stulecia.
Badania nie tylko podkreślają niewidoczny wpływ turystyki na najwyższą górę świata, ale mogą również doprowadzić do lepszego zrozumienia środowiskowych ograniczeń życia na Ziemi, a także tego, gdzie życie może istnieć na innych planetach lub zimnych księżycach. Odkrycia zostały opublikowane w zeszłym miesiącu w Arctic, Antarctic, and Alpine Research, czasopiśmie wydawanym w imieniu Instytutu Badań Arktycznych i Alpejskich (INSTAAR) w CU Boulder.
„W mikrobiomie Everestu jest zamrożona sygnatura człowieka, nawet na tej wysokości” – powiedział Steve Schmidt, starszy autor artykułu i profesor ekologii i biologii ewolucyjnej.
W minionych dziesięcioleciach naukowcy nie byli w stanie jednoznacznie zidentyfikować drobnoustrojów związanych z człowiekiem w próbkach pobranych z wysokości powyżej 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 nich znajduje.
Naukowcy nie byli zaskoczeni odkryciem mikroorganizmów pozostawionych przez ludzi. Mikroby są wszędzie, nawet w powietrzu, i mogą łatwo przemieszczać się i lądować w pewnej odległości od pobliskich obozów lub szlaków.
„Jeśli ktoś nawet wydmuchał nos lub zakaszlał, może się to pojawić” – powiedział Schmidt.
Zaimponowało im jednak to, że niektóre drobnoustroje, które ewoluowały, aby rozwijać się w ciepłym i wilgotnym środowisku, takim jak nasze nosy i usta, były wystarczająco odporne, aby przetrwać w stanie uśpienia w tak trudnych warunkach.
Życie w kriosferze
Ten zespół naukowców z CU Boulder – w tym Schmidt, główny autor Nicholas Dragone i Adam Solon, absolwenci Wydziału Ekologii i Biologii Ewolucyjnej oraz Cooperative Institute for Research in Environmental Science (CIRES) – bada kriobiosferę: zimno Ziemi regionach i ograniczeniach życia w nich. Pobrali próbki gleby wszędzie, od Antarktydy i Andów po Himalaje i wysoką Arktykę. Zwykle drobnoustroje związane z człowiekiem nie pojawiają się w tych miejscach w takim stopniu, w jakim pojawiły się w ostatnich próbkach Everest.
Przez lata praca Schmidta połączyła go z naukowcami, którzy w maju 2019 r. udali się na Everest’s South Col, aby założyć najwyższą stację pogodową na planecie, założoną przez National Geographic i Rolex Perpetual Planet Everest Expedition.
Zapytał swoich kolegów: Czy moglibyście pobrać próbki gleby, kiedy już tam jesteście?
Tak więc Baker Perry, współautor, profesor geografii na Appalachian State University i National Geographic Explorer, wyruszył jak najdalej od obozu South Col, aby zebrać próbki gleby i wysłać je z powrotem do Schmidt.
Skrajności na Ziemi i gdzie indziej
Następnie Dragone i Solon przeanalizowali glebę w kilku laboratoriach w CU Boulder. Korzystając z technologii sekwencjonowania genów nowej generacji i bardziej tradycyjnych technik hodowli, 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 liczebność.
Większość znalezionych sekwencji DNA drobnoustrojów była podobna do odpornych lub „ekstremofilnych” organizmów wykrytych 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 promieniowania UV.
Ale odkryli także DNA mikrobiologiczne niektórych organizmów silnie związanych z ludźmi, w tym Staphylococcus, jedną z najczęstszych bakterii skóry i nosa, oraz Streptococcus, dominujący rodzaj w jamie ustnej człowieka.
Na dużych wysokościach drobnoustroje są często zabijane przez światło ultrafioletowe, niskie temperatury i niską dostępność wody. Przeżywają tylko najtwardsze stworzenia. Większość – jak mikroby przenoszone przez ludzi na duże wysokości – przechodzi w stan uśpienia lub umiera, ale istnieje szansa, że organizmy takie jak Naganishia mogą rosnąć przez krótki czas, gdy woda i idealny promień światła słonecznego zapewnią wystarczającą ilość ciepła, aby pomóc mu chwilowo prosperować. Ale nawet dla najtwardszych mikrobów Mount Everest jest Hotelem California: „Możesz wymeldować się, kiedy tylko zechcesz/ Ale nigdy nie możesz wyjść”.
Naukowcy nie spodziewają się, że ten mikroskopijny wpływ na Everest znacząco wpłynie na szersze środowisko. Ale ta praca ma wpływ na potencjał życia daleko poza Ziemią, jeśli pewnego dnia ludzie postawią stopę na Marsie lub dalej.
“Możemy znaleźć życie na innych planetach i zimnych księżycach” – powiedział Schmidt. „Będziemy musieli uważać, aby upewnić się, że nie zanieczyszczamy ich naszymi”.
Inni autorzy tej publikacji to: Anton Seimon, Department of Geography and Planning, Appalachian State University; i Tracie Seimon, Wildlife Conservation Society, Zoological Health Program, Bronx, Nowy Jork.
Ta praca była wspierana przez ekspedycję National Geographic i Rolex Perpetual Planet Everest Expedition, Wydział Ekologii i Biologii Ewolucyjnej oraz Fundusz Otwartego Dostępu Bibliotek Boulder University of Colorado