Una nuova comprensione dei microbi e dei virus nel permafrost in disgelo in Svezia potrebbe aiutare gli scienziati a prevedere meglio il ritmo del cambiamento climatico.

I microbi hanno un'influenza significativa sul riscaldamento globale, principalmente attraverso la produzione o il consumo di metano, e sono ora disponibili nuovi dettagli sulla genetica di questi esseri microscopici, grazie a un trio di studi di un progetto co-guidato da ricercatori della Ohio State University.

La ricerca appare in Natura , Microbiologia della natura e ISME Journal .

"A causa del cambiamento climatico globale, enormi quantità di permafrost si stanno rapidamente riscaldando. Ai microbi, sono come congelatori pieni di cene di pollo succose che si stanno scongelando, " ha detto Virginia Rich, un assistente professore di microbiologia presso l'Ohio State e autore dello studio.

"In molti casi, i microbi approfittano di questa situazione per masticare ciò che è nel permafrost ed espirare metano. Quel metano è davvero dannoso per l'ambiente, con 33 volte la potenza di riscaldamento del clima dell'anidride carbonica".

Molti di questi "consumatori" batterici e i virus che li influenzano sono stati identificati per la prima volta in questi studi.

Mentre gli scienziati hanno una chiara comprensione dei pericoli dello scongelamento del permafrost per il rilascio di metano, non hanno avuto molti dettagli sui dettagli di queste comunità microbiche e sul loro contributo al processo.

"Il problema è, non conosciamo tutti i microbi coinvolti e come risponderanno ai cambiamenti climatici man mano che le condizioni diventano più calde e umide, e per fare un lavoro migliore nel prevedere cosa accadrà nei prossimi decenni abbiamo bisogno di maggiori informazioni sugli attori chiave, " ha detto Ricco.

Matt Sullivan, un professore di microbiologia presso l'Ohio State e autore senior dello studio sui virus, detto che la ricerca è importante anche perché contribuisce molto alla comprensione generale di ciò che sta accadendo nel suolo.

"Mentre abbiamo imparato molto sui virus oceanici negli ultimi decenni, non sappiamo quasi nulla dei virus del suolo, " ha detto. "I virus di questo lavoro sono così nuovi che hanno raddoppiato il totale dei virus conosciuti nel mondo".

Lo studio multinazionale è stato condotto nella parte della Svezia nel circolo polare artico, uno dei posti migliori al mondo per studiare lo scongelamento del permafrost a causa dei rapidi cambiamenti che avvengono lì e a causa del lavoro scientifico di lunga data e ben documentato nell'area, Ricco ha detto.

Un team di ricercatori di 10 organizzazioni con esperienza in una varietà di aree tra cui microbiologia, geochimica e modellistica climatica stanno lavorando insieme nel progetto IsoGenie, co-guidato da Rich dell'Ohio State, per capire come possono prevedere meglio i futuri cambiamenti climatici sulla base di una migliore comprensione delle connessioni tra microbi e geochimica.

In questi studi, hanno recuperato più di 1, 500 genomi microbici nel suolo, che era 100 volte quello che era disponibile in precedenza per questi habitat. Hanno anche trovato più di 1, 900 nuove popolazioni virali, dove nessuno era stato precedentemente identificato. Un genoma è l'insieme completo dei geni presenti in un organismo.

I ricercatori sono stati in grado di collegare più di un terzo dei virus ai microbi su cui incidono.

"Ora, abbiamo una tabella di marcia da questi genomi per essere in grado di comprendere i ruoli che svolgono in queste comunità, " ha detto Sullivan.

Osservando i genomi dei microbi, il team è stato in grado di capire quali capacità hanno.

"È come se ora avessimo non solo le loro impronte digitali ma anche i loro curriculum, sapere chi sono e di cosa sono capaci. Il prossimo passo è scoprire di più su ciò che stanno effettivamente facendo attivamente sul campo, " ha detto Ricco.

Questo è importante per diversi motivi, lei disse.

Consentirà agli scienziati del clima di stimare meglio la velocità del cambiamento climatico, dando agli esseri umani un calendario più chiaro per la risposta. Lo studio di questi habitat in rapida evoluzione aiuta anche il pubblico ad apprezzare meglio le realtà del cambiamento climatico, Ricco ha detto. Per di più, potrebbero esserci opportunità per mitigare tali effetti, compreso il potenziale per "fertilizzare" le aree di permafrost per incoraggiare l'attività microbica protettiva dell'ambiente, lei disse.

Non tutto ciò che riguarda le comunità microbiche nel permafrost è una cattiva notizia. Alcuni, chiamati metanotrofi, consumare metano nel terreno prima che arrivi in ​​aria, che fa bene all'ambiente.

"Man mano che le condizioni si fanno più calde e i microbi più umidi cambieranno, e alcuni che mangiano metano possono sorgere, " ha detto Ricco.