Из-за глобального потепления реликтовые бактерии, некогда законсервированные в вечной мерзлоте, получили шанс повлиять на биогеохимические свойства почв, а через них – и на всю биосферу. Проект по изучению микробных сообществ почв в зоне вечной мерзлоты метагеномным методом стартовал в ТГУ в прошлом году при поддержке Транссибирского научного центра и Фонда Менделеева.

– Органические остатки накапливаются в торфяных почвах в течение тысячелетий, что делает их крупнейшим банком углерода на планете. В условиях потепления и оттаивания все более глубоких слоев вечной мерзлоты растущая активность почвенной микрофлоры может способствовать развитию тренда глобального потепления, – поясняет Лариса Колесниченко, сотрудник НИИ ББ и центра «БиоКлимЛанд» ТГУ.

Метагеном – это генетический материал, получаемый напрямую из образцов среды, а не из культивированных клонов. Идею выяснения метагенома микробных сообществ многолетнемерзлых торфяников предложил Сергей Нуждин, профессор Университета Южной Калифорнии (США), ведущий эксперт по экологическому и эволюционному секвенированию. До сих пор никто не изучал микроорганизмы из вечной мерзлоты Западной Сибири молекулярно-генетическими методами, а между тем метагеномные исследования сегодня во всем мире находятся на переднем плане науки. Этот подход – наиболее современный и позволяет получить точные результаты.

Молекулярно-генетические исследования томичи проводили совместно с биологами МГУ, а основные трудности полевых работ легли на плечи молодых сотрудников центра «БиоКлимЛанд» в ходе выполнения мегагранта под руководством Олега Покровского и Сергея Кирпотина. В экспедиции пробы отбирались в разных природных зонах Западной Сибири. Сейчас уже получены первые данные: многолетнемерзлые почвы оказались богаты микроорганизмами.

В мерзлотных почвах микробы участвуют в переработке органических соединений, и их вклад в эти процессы до конца не изучен.

– В основном нам интересны метанотрофы и метаногены – бактерии, выделяющие или потребляющие метан, – рассказывает научный сотрудник «БиоКлимЛанда» Инна Лущаева. – Однако в мерзлоте присутствуют и другие группы микроорганизмов, которые поддерживают биологические циклы углерода и азота в почве. Как поведут себя эти бактерии в меняющейся природной среде – нам еще предстоит узнать.

Изучение метагенома мерзлых торфов продолжится: в дальнейшем оно будет дополнено исследованием ботанического состава изучаемых торфяных колонок (под руководством Ирины Волковой) и биохимическим анализом (в лаборатории Олега Покровского).

Помимо исследований микробиоты многолетнемерзлых грунтов в ТГУ биологи изучают метагеном бактерий, которые обитают в подземных водах. Проектами, связанными с микроорганизмами, осаждающими тяжелые металлы и очищающими среды от нефти, руководит профессор ТГУ Ольга Карначук.