In vara anului 2019, o echipa de cercetatori din cadrul Programului International de Cercetare a Ecosistemelor Arctic (ICARP), coordonata de Institutul de Cercetare Marine Norvegian (IMR), a realizat o descoperire deosebita in apele adanci ale Oceanului Arctic, in regiunea de nord-est a Groenlandei. In timpul unei misiuni de explorare subacvatica, s-a identificat un fragment de sediment din subsolul oceanic, care continea structuri bacteriene de tip metanotrof, o realizare care a surprins comunitatea stiintifica.
Contextul stiintific al evenimentului
Zona de studiu, adancime de peste 2000 de metri, face parte din permafrostul marin Arctic, o regiune cunoscuta pentru complexitatea sa ecologica si pentru prezenta de bariere naturale ce limiteaza schimburile de gaze si substanțe intre sedimente si apa. Ouale regulare de emisii de gaze cu efect de sera, precum metanul, din aceste sedimente, constituie un subiect de interes major pentru stiinta, avand in vedere impactul asupra schimbarilor climatice globale. Cu toate acestea, interactiunea intre bacterii metanotrofice si sedimentele de subpermafrost ar putea reprezenta un mecanism critic de reducere a emisiei de metan in atmosfera.
In cadrul cercetarilor, s-au utilizat tehnici de imagistică avansată și analize cetometrice pentru a identifica structuri biologice in sedimente. Surpriza a fost aparitia unor microorgansime formate din bacterii metanotrofice, caracterizate printr-o structură adaptată pentru procesarea metanului in mediul extrem subacvatic. Aceasta reprezenta prima astfel de descoperire in apele de subpermafrost ale Oceanului Arctic, fiind considerata o confirmare rara a existentei acestor microorganisme in astfel de medii.
Ce a fost neasteptat sau iesit din comun
In mod special, fragmentul de sedimente descoperit continea bacterii metanotrofice extrem de adaptate, care prezentau o structura celulara complet diferita fata de cele studiate anterior in ecosistemele marine. La analizele de laborator, cercetatorii au identificat gene speciale pentru metabolizarea metanului in medii saracite in nutrienti, precum si markerii genetici specifici bacteriilor metanotrofice din medii rusinoase si extrem de reci. Mai mult, aceste microorgansime au fost descoperite la adancimi si in conditii de presiune si temperatura extrem de scazuta, ceea ce a contrazispreviziunile anterioare cu privire la limitele de colonizare a acestor microorganisme.
Un alt aspect surprinzator a fost prezența unor structuri de biofilm extrem de robuste, care aveau capacitatea de a imobiliza metanul in sedimente si de a-l converti in compusi mai putin distructivi pentru mediul inconjurator. Relevanta este si descoperirea faptului ca aceste bacterii ar putea fi active in zone care anterior erau considerate ca fiind inactive din cauza conditiilor netraditionale, ceea ce largeste spectrul estimarilor legate de impactul ecological al emisiei de metan in Arctic.
Ce consecinte sau implicatii a avut
Descoperirea a avut repercusiuni importante asupra intregii comunitati stiintifice, fiind considerata un raspuns direct la enigma modului in care anumite zone arctice pot sa „contorizeze” si sa limiteze eliberarea de metan in contextul schimbarilor climatice accentuate. Practic, microorgansimele identificate pot juca un rol esential in reducerea fluxurilor de metan din sedimentele de permafrost marin, contribuind la un echilibru natural in gazele cu efect de sera emise in atmosfera.
Din punct de vedere experimental, acest caz limite a deschis o noua directie de cercetare privind potentialul acestor microorganisme de a fi utilizate in tehnologii de reducere a emisiilor de metan, precum si in metodele de sechestrare a gazelor in zone rare si periclitate. Pentru stiinta, descoperirea a reprezentat, de asemenea, o confirmare a faptului ca ecosistemele marine extrem de reci si adanci pot adaposti microorganisme cu adaptari uluitoare si potential de impact global.
In concluzie, identificarea unui fragment de metanotrof in apele arctice in 2019 a reprezentat o descoperire deosebit de valoroasa, care a surprins comunitatea stiintifica prin specificitatea si raritatea sa, confirmand ca ecosistemele polare ascund in continuare multe secrete, in special in ceea ce priveste rolul microorganismelor in echilibrul schimburilor de gaze.