Ľadovce boli donedávna považované za významné zdroje organického uhlíka. Bolo známe, že poskytujú dôležité živiny pre morské ekosystémy, do ktorých vteká roztopená voda z ľadovcov. Avšak o presnom pôvode a bioreaktivite rozpusteného organického uhlíka z povrchov ľadovcov sa doteraz len špekulovalo.
Grónsky ľadovec je druhým najväčším ľadovcom na Zemi po antarktickom a môže dodávať oceánom približne 400 km3 vody ročne. Poznanie chemického zloženia tohto odtoku je dôležité, pretože môže značne ovplyvniť produktivitu vody a ekosystémov okolo Grónska.
Nedávne štúdie zistili, že ľadovcové odtoky sú významným zdrojom vysoko biologicky dostupných živín pre uvedené ekosystémy. Pôvod a chemické zloženie rozpustenej organickej hmoty v ľadovcovom odtoku sú stále predmetom diskusie.
Úspech astrobiologičky Dr. Michaely Musilovej
Slovenka Dr. Michaela Musilová dokázala, že mikróby z ľadovcov produkujú živiny potrebné pre okolité ekosystémy. Spolu s kolegami z Bristolského Centra glaciológie, ktorý sídli na Bristolskej univerzite, zistili, že mikróby na povrchu grónskeho ľadovca sú zodpovedné za podstatnú časť vylučovaného bioreaktívneho uhlíka. Také množstvo bioreaktívneho uhlíka by malo potenciál stimulovať k aktivite ďalšie mikróby žijúce v nadväzujúcich ekosystémoch, ako sú okolité rieky a moria. Ich zistenia boli publikované v prestížnom vedeckom periodiku Nature Geoscience.
Trojmesačný výskum povrchu grónskeho ľadovca
V publikovanom článku vedúca autorka štúdie Dr. Musilová a kolegovia prezentujú merania mikrobiálnej aktivity spolu so zložením ľadovcového odtoku počas trojmesačneho výskumu povrchu grónskeho ľadovca. Počas toho obdobia mikróby v Grónsku prežili viac-menej štyri ročné obdobia za polárnym kruhom. Zo získaných údajov mohli výskumníci zistiť mnoho nových informácií o biochemických procesoch, ktoré sa odohrávajú počas všetkých ročných období v extrémnych prostrediach na ľadovcoch.
Výsledky výskumu v Grónsku
Medzi zistenia patrí, že mikrobiálna fotosyntéza na ľadovcoch je veľmi veľká a porovnateľná s fotosyntézou v teplejších jazerách. Keďže množstvo mikrobiálneho dýchania bolo nižšie ako ich fotosyntéza, výskumníci vypočítali, že významná frakcia CO2 použitá na fotosyntézu sa nahromadila na ľade ako organický uhlík. Počas obdobia roztápania sa ľadovca (jar až jeseň), časť tohto organického uhlíka sa uvoľňuje do roztápajúceho sa ľadu ako bioreaktívny rozpustený organický uhlík. Roztopený ľad potom preteká do okolitých riek, ktoré zasa živiny prenesú do okolitých morí. Merania mikrobiálnej fotosyntézy v tejto štúdii významne korelovali s koncentráciou bioreaktívnych rozpustených organických látok v ľade.
Výskumníci okrem toho dokázali, že voľne dostupné organické zlúčeniny (ako napríklad jednoduché uhľohydráty) tvoria 62 percent rozpusteného organického uhlíka vyvážaného z povrchu ľadovca cez prúdy topiaceho ľadu. Dospeli k záveru, že mikrobiálne spoločenstvá na ľadovcoch sú hlavným hnacím motorom pri výrobe a recyklácii bioreaktívneho organického uhlíka na ľadovcoch. Zároveň to potvrdilo teórie, že vylučovanie bioreaktívneho uhlíka z ľadovcov závisí od aktivity extrémnych mikróbov na povrchu ľadovca.
Dr. Michaela Musilová zdôraznila: „Táto štúdia poskytuje silné dôkazy o tom, že fotosyntetické mikróby na povrchu ľadu sú zdrojom veľkého množstva kvalitného uhlíka prítomného v odtokoch z ľadovcov. Tento bioreaktívny uhlík má potenciál byť využitý baktériami v okolitých prostrediach, čo môže zasa zvýšiť obrat živín a produktivitu nadväzujúcich ekosystémov.“
Profesor Alexandre Anesio z centra Bristol Glaciology uviedol: „Už niekoľko rokov vieme, že niektoré druhy extrémofilov môžu dobre žiť na povrchu ľadu a táto štúdia nás posunula o krok ďalej. Dokázala, že mikrobiálne komunity na ľadovcoch môžu tiež zmeniť chemické zloženie ľadu a vody, ktorá odteká z grónskeho ľadovca.“
Dr. Michaela Musilová sa okrem tejto štúdie venovala aj genetickým analýzam extrémnych organizmov na povrchu ľadovcov. V súčasnosti pôsobí ako hosťujúca profesorka na Fakulte elektrotechniky a informatiky Slovenskej technickej univerzity v Bratislave.
Informácie a fotografie poskytla: Dr. Michaela Musilová, astrobiologička
Redigovala a uverejnila: Marta Bartošovičová, NCP VaT pri CVTI SR