Dimri në Antarktidë është i gjatë dhe i errët. Temperaturat qëndrojnë shumë nën zero. Në shumë vende, dielli perëndon në prill dhe nuk ngrihet mbi horizont deri në gusht. Pa dritën e diellit, organizmat që bëjnë fotosintezë si bimët, myshqet dhe algat nuk mund të prodhojnë energji.
Por kjo nuk do të thotë që jeta ndalon plotësisht.
Në një studim të ri të publikuar në revistën The ISME Journal, unë dhe kolegët e mi tregojmë se mikrobet antarktike prodhojnë energji nga ajri në temperatura deri në –20°C. Ky zbulim na ndihmon të kuptojmë më mirë si mbijeton jeta në kushte ekstreme dhe si mund ta ndikojë ndryshimi klimatik këtë proces të rëndësishëm.
Si prodhohet energjia nga ajri
Në vitin 2017, shkencëtarët treguan se shumë mikrobe në Antarktidë mund të prodhojnë energji nga gazrat atmosferikë që gjenden në sasi shumë të vogla.
Ky proces quhet “aerotrofi”. Duke përdorur enzima shumë të ndjeshme që “zbulojnë” hidrogjenin dhe monoksidin e karbonit në ajër, këto mikrobe kanë gjetur një mënyrë për të prodhuar energji direkt nga ajri, një avantazh i madh në tokat e varfra të Antarktidës.
Ajo që nuk dihej deri tani ishte kufiri i temperaturës për këtë proces. A mund të ishte aerotrofia mënyra që mban gjallë mikrobet gjatë dimrit?
Laboratori në terren
Matja e përdorimit të këtyre gazrave në sasi shumë të vogla është e vështirë.
Nga viti 2022 deri në 2024, ne morëm mostra dheu nga zona të ndryshme të Antarktidës Lindore dhe i analizuam në laborator. Matëm sa shpejt përdorin gazrat dhe gjithashtu nxorëm ADN-në e mikrobeve për të parë çfarë llojesh janë dhe çfarë aftësish kanë.
Rezultatet treguan se aerotrofia ndodh si në temperatura verore (4°C), ashtu edhe në ato dimërore (–20°C). Kjo do të thotë se hidrogjeni dhe monoksidi i karbonit janë burim energjie gjatë gjithë vitit.
Edhe më befasuese ishte kufiri maksimal i temperaturës. Temperaturat e tokës në Antarktidë rrallë kalojnë 20°C, por ne gjetëm mikrobe që vazhdojnë të prodhojnë energji nga hidrogjeni deri në 75°C. Kjo është si të shohësh një pinguin që jeton në një xhungël tropikale.
Për të parë këtë proces në kushte reale, ne morëm laboratorin në Antarktidë. Morëm mostra të freskëta dhe i analizuam direkt aty. Për herë të parë u pa qartë se mikrobet në tokë vazhdojnë të konsumojnë hidrogjen edhe në natyrë.
Prodhuesit kryesorë të Antarktidës
Analiza e ADN-së tregoi se shumica e mikrobeve në tokat e Antarktidës kanë gjenet për të marrë energji nga hidrogjeni. Shumë prej tyre mund të marrin edhe karbon nga ajri.
Këto mikrobe janë “prodhues parësorë”, sepse krijojnë materie të re nga ajri.
Në shumicën e ekosistemeve tokësore, baza e zinxhirit ushqimor është fotosinteza. Ajo përdor energjinë e diellit dhe karbonin për të krijuar ushqim për bimët, të cilat pastaj hahen nga kafshët.
Por në tokat e thata të Antarktidës, fotosinteza është shumë e rrallë. Studiuesit mendojnë se aerotrofia merr rolin e saj.
Kjo ka kuptim, sepse ndryshe nga fotosinteza, aerotrofia mund të ndodhë gjatë gjithë vitit dhe nuk ka nevojë për ujë të lëngshëm.
Hidrogjeni në një botë që ngrohet
Aerotrofia ka një rol të rëndësishëm në ekosistemin e Antarktidës. Prandaj, studiuesit analizuan si do të ndikojë ngrohja globale.
Në skenarë me emetime të ulëta, pritet një rritje prej 4% në përdorimin e hidrogjenit nga mikrobet. Në skenarë me emetime shumë të larta, kjo rritje mund të arrijë deri në 35%. Rezultate të ngjashme vlejnë edhe për monoksidin e karbonit.
Edhe pse hidrogjeni nuk është gaz serrë, ai ndikon në sa gjatë qëndrojnë në atmosferë disa gazra të tjerë, si metani.
Tokat (dhe mikrobet që jetojnë në to) janë përgjegjëse për rreth 82% të konsumit global të hidrogjenit. Pra, ato janë një “thithës” i rëndësishëm i këtij gazi dhe pjesë kyçe e ciklit global të hidrogjenit.
Ka shumë faktorë që ndikojnë si do të reagojnë mikroorganizmat ndaj ndryshimeve klimatike, dhe temperatura është vetëm një prej tyre. Ky studim është një pjesë e rëndësishme për të kuptuar sa të qëndrueshme janë ekosistemet unike mikrobiale të Antarktidës.
