Микробы в полярных регионах ускоряют изменение климата по мере таяния льдов

Глобальная криосфера. Автор: Nature Reviews Microbiology (2025). DOI: 10.1038/s41579-025-01251-1

Микроорганизмы в самых холодных регионах Земли становятся более активными по мере таяния ледников, вечной мерзлоты и морского льда, ускоряя высвобождение углерода и потенциально усиливая изменение климата. К такому выводу пришли авторы нового международного обзора, подготовленного в Университете Макгилла.

Проанализировав данные из полярных и высокогорных экосистем по всему миру, исследователи обнаружили, что потепление стимулирует более быстрый микробный метаболизм. Это увеличивает скорость разложения органического вещества и выброса парниковых газов, таких как углекислый газ и метан, в атмосферу. Тающие почвы также могут высвобождать такие загрязнители, как ртуть, последствия чего выходят далеко за пределы полярных регионов, поскольку вредные вещества распространяются через реки и пищевые цепи.

Экосистемы холодного климата, в которых доминируют микробы, находятся на пороге быстрых изменений, — заявил соавтор исследования Скотт Сагден, докторант Лаборатории полярной микробиологии под руководством профессора Лайла Уайта. — Мы знаем, что эти изменения будут иметь значительные последствия не только для глобального углеродного цикла, но и для человеческих сообществ, продовольственной и экономической безопасности, а также для выброса токсинов. Однако эти экосистемы меняются быстрее, чем мы их понимаем.

Почему таяние важно для микробов

Опубликованный в журнале Nature Reviews Microbiology обзор обобщил десятки исследований арктических, антарктических, альпийских и субарктических сред, чтобы оценить, как температура и доступность питательных веществ влияют на микробную активность.

Во всех регионах исследователи выявили две устойчивые закономерности: в замороженных средах микробные процессы ограничены как пищей, так и температурой. По мере оттаивания почв и более свободного перемещения питательных веществ с талыми водами эти ограничения ослабевают, позволяя микробам стать более активными, ускорить круговорот углерода и высвободить накопленные загрязнители.

Эти две общие истины о пище и температуре последовательно проявлялись в десятках исследований, десятках экосистем, — отметил Сагден.

В обзоре также указываются факторы, которые могут дополнительно влиять на результат, включая доступность кислорода и то, становятся ли оттаявшие ландшафты более влажными или сухими — условия, которые могут значительно изменить поведение микробных сообществ.

Пробелы в данных ограничивают климатические прогнозы

Хотя микробные процессы все чаще признаются важным драйвером климатических обратных связей, исследователи отметили, что полярная микробиология остается относительно молодой областью, имеющей лишь около двух десятилетий базовых данных. Эти пробелы затрудняют точное прогнозирование долгосрочных климатических последствий.

В отличие от других областей, где можно оглянуться на задокументированный вид за столетия, у нас нет такого длительного горизонта. Наши первые фрагменты данных относятся к началу 2000-х годов, — пояснил Сагден.

В обзоре были выделены три дополнительные проблемы:

• Исследования имеют тенденцию концентрироваться в доступных регионах с развитой инфраструктурой, оставляя большие части Арктики и Антарктики недостаточно изученными;
• Экстремальные погодные условия и ограниченный световой день затрудняют полевые работы зимой;
• Краткосрочное финансирование часто ограничивает исследования всего несколькими годами, скрывая долгосрочные тенденции.

Для улучшения климатических прогнозов авторы призывают к большей координации глобальных усилий по мониторингу и более широкому использованию недорогих, общедоступных методов сбора данных.

Мы не можем требовать миллионов долларов на изучение каждого участка. Но если вы полярный исследователь, вы могли бы взять с собой в поле термометр. Эти небольшие, но последовательные точки данных могут иметь большое значение, — сказала соавтор исследования Кристина Дэвис, постдокторант в области астробиологии и внеземных биосигнатур.

Больше данных любого рода — это хорошие данные, — добавил Сагден.

Источник: McGill University