Kennen Sie „Fräulein Smillas Gespür für Schnee“? Es handelt sich hierbei um ein Thriller aus dem Jahr 1997. Doch das, was Wissenschaftler jetzt entdeckt haben, ist keine Filmhandlung, sondern die Realität und zeigt eine weitere schreckliche Seite des Klimawandels. Wissenschaftler haben mehr als 900 nie zuvor gesehene Arten von Mikroben entdeckt, die im Inneren von Gletschern auf dem tibetischen Plateau leben. Die Analyse der Genome dieser Mikroben ergab, dass einige von ihnen das Potenzial haben, neue Pandemien auszulösen, wenn das durch den Klimawandel verursachte schnelle Abschmelzen sie aus ihren eisigen Gefängnissen befreit.
Das tibetische Plateau
In unserem Beitrag: Tickende Zeitbombe! Die Permafrostböden tauen rasch auf – haben wir auf das Verschwinden von Permafrost und die schlimmsten Auswirkungen auf das Klima aufmerksam gemacht. Es beginnt bereits an Orten wie in Tibet. Die tibetischen Hirten waren entsetzt, denn so etwas hatten sie noch nie gesehen. Panik brach aus, als ein dicker Strom geschmolzenen Permafrostbodens wie Lava durch ein fruchtbares Tal floss. Permafrost ist Boden, Gestein oder Sediment, das das ganze Jahr über gefroren ist. Viele Gebiete der tibetischen Hochebene bleiben auf Grund ihrer Höhenlage gefroren, eigentlich, denn auch hier ist nichts mehr, wie es einmal war.
Das „abrupte Auftauen“ von Permafrost „innerhalb weniger Jahrzehnte“ setzt große Mengen an CO2 und Methan über Bodenmikroben frei. Wissenschaftler nehmen an, dass der gefrorene Boden zwischen 1.300 und 1.600 Gigatonnen Kohlenstoff in Form von Kohlenstoffdioxid (CO2) und Methan (CH4) enthält. Zum Vergleich: Die gesamte Atmosphäre enthält derzeit rund 800 Gigatonnen Kohlenstoff. Der Kohlenstoff im Permafrost stammt von Tier- und Pflanzenresten, die seit Jahrtausenden in der Erde lagern.
Die Veränderung ist vom Weltraum aus sichtbar. In den hohen Breitengraden der Erde entstehen in einst trockenen Gebieten neue Seen und Teiche. Diese sogenannten „Thermokarst“-Seen entstehen, wenn unterirdisches Eis zusammenbricht, während sich der Permafrost erwärmt. In den frisch gebildeten Seen sprudelt das Treibhausgas Methan an die Oberfläche und entweicht in die Atmosphäre, wo es den vom Menschen verursachten Klimawandel noch verschlimmern wird. Siehe unseren Beitrag: Tickende Zeitbombe! Die Permafrostböden tauen rasch auf – Permafrost is thawing rapidly – scientists in Siberia are considering drastic measures
Das Schmelzen der Gletscher im Himalaya ist in der gesamten Region ein großes Problem
In einem weiteren Beitrag haben wir über das Schmelzen der Gletscher im Himalaya berichtet.
Der Himalaya hat die größte Anzahl von Gletschern auf der Erde außerhalb der Pole, und sie haben Milliarden von Tonnen Eis durch das beschleunigte Schmelzen aufgrund der globalen Erwärmung verloren.
Gletscher speichern derzeit 70 % des Süßwassers auf der Erde, Gletscher sind also bedeutende Wasserzulieferer für viele Flusssysteme und haben entscheidenden Einfluss auf das Weltklima. Die Klimaerwärmung macht auch nicht vor den Gletschern halt, doch was geschieht, wenn diese Gletscher schmelzen? Die Himalaya-Gletscher versorgen beispielsweise die sieben größten Flüsse Asiens und damit zwei Milliarden Menschen mit Wasser. Der Rückzug der Gletscher im Himalaya füllt nicht nur die Gletscherseen gefährlich auf, sondern verursacht auch andere Gefahren, die nicht überwacht werden, warnen Wissenschaftler.
Im Himalaya schmelzen die Gletscher doppelt so schnell wie vor der Jahrtausendwende. Klimatologen warnen: Die Wasserversorgung von 1,6 Milliarden Menschen ist dadurch bedroht. Die Gletscher im Himalaya und dem angrenzenden Hindukusch sind schon jetzt in ernsthafter Gefahr.
Und nicht nur die Wasserversorgung ist bedroht, auch kommt es vermehrt zu Erdrutschen, wie die jüngste Sturzflutkatastrophe im indischen Bundesstaat Uttarakhand. Durch die von einem Gletscherabbruch in Nordindien ausgelöste Sturzflut kamen viele Menschen ums Leben. Siehe: Wassermangel bei Gletscherschwund – Why Melting Glaciers Are So Scary
Nie zuvor gesehene, im Gletschereis eingeschlossene Mikroben könnten eine Welle neuer Pandemien auslösen, wenn sie freigesetzt werden
Verblüffte Wissenschaftler haben mehr als 900 nie zuvor gesehene Arten von Mikroben entdeckt, die im Inneren von Gletschern auf dem tibetischen Plateau leben. Die Analyse der Genome dieser Mikroben ergab, dass einige von ihnen das Potenzial haben, neue Pandemien auszulösen, wenn das durch den Klimawandel verursachte schnelle Abschmelzen sie aus ihren eisigen Gefängnissen befreit.
In einer neuen Studie entnahmen Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften Eisproben von 21 Gletschern auf dem tibetischen Plateau – einer hoch gelegenen Region in Asien, die zwischen dem Himalaya-Gebirge im Süden und der Taklamakan-Wüste im Norden liegt. Anschließend sequenzierte das Team die DNA der mikroskopisch kleinen Organismen, die im Eis eingeschlossen waren, und erstellte so eine umfangreiche Datenbank mit Mikrobengenomen, die sie den Katalog „Tibetan Glacier Genome and Gene“ (TG2G) nannten. Es ist das erste Mal, dass eine mikrobielle Gemeinschaft, die in einem Gletscher verborgen ist, genetisch sequenziert wurde.
Das Team fand 968 mikrobielle Arten, die im Eis eingefroren waren – hauptsächlich Bakterien, aber auch Algen, Archaeen und Pilze, wie die Forscher am 27. Juni 2022 in der Zeitschrift Nature Biotechnology (öffnet in neuem Tab) berichteten. Noch überraschender ist jedoch, dass etwa 98 % dieser Arten für die Wissenschaft völlig neu waren. Dieses Ausmaß an mikrobieller Vielfalt war aufgrund der Herausforderungen, die mit dem Leben im Inneren von Gletschern verbunden sind, unerwartet, so die Forscher. „Trotz extremer Umweltbedingungen wie niedriger Temperaturen, hoher Sonneneinstrahlung, periodischer Frost-Tau-Zyklen und Nährstoffmangel beherbergen die Gletscheroberflächen eine große Vielfalt an Lebewesen“, schreiben die Autoren der Studie.
Die Forscher sind sich nicht sicher, wie alt einige dieser Mikroben sind; frühere Studien haben gezeigt, dass es möglich ist, Mikroben wiederzubeleben, die bis zu 10.000 Jahre lang im Eis eingeschlossen waren, heißt es in der Studie.
Dies ist nicht das erste Mal, dass Wissenschaftler eine überraschende Fülle von Mikroben in tibetischen Gletschern gefunden haben. Im Januar 2020 entdeckte ein Team, das Eisbohrkerne eines einzelnen Gletschers analysierte, 33 verschiedene Gruppen von Viren im Eis, von denen 28 noch nie zuvor gesehen worden waren.
Die überraschende mikrobielle Vielfalt in Gletschern in Verbindung mit dem zunehmenden Schmelzen des Gletschereises aufgrund des Klimawandels erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass potenziell gefährliche Mikroben – höchstwahrscheinlich Bakterien – entweichen und Schaden anrichten, so die Forscher. „Im Eis eingeschlossene pathogene Mikroben könnten zu lokalen Epidemien und sogar Pandemien führen, wenn sie in die Umwelt freigesetzt werden“, schreiben die Autoren.
Es gibt Hinweise darauf, dass einige der neu entdeckten Bakterien für Menschen und andere Organismen sehr gefährlich sein könnten. Das Team identifizierte 27.000 potenzielle Virulenzfaktoren – Moleküle, die Bakterien dabei helfen, in potenzielle Wirte einzudringen und diese zu besiedeln – im TG2G-Katalog. Die Forscher wiesen darauf hin, dass etwa 47 % dieser Virulenzfaktoren noch nie zuvor gesehen wurden, so dass nicht bekannt ist, wie gefährlich die Bakterien sein könnten.
Selbst wenn diese potenziell pathogenen Bakterien nach dem Verlassen ihrer Gletscher nicht lange überleben, können sie dennoch Probleme verursachen, so die Forscher. Bakterien haben die einzigartige Fähigkeit, große Teile ihrer DNA, so genannte mobile genetische Elemente (MGEs), mit anderen Bakterien auszutauschen. Selbst wenn die Gletscherbakterien also kurz nach dem Auftauen absterben, können sie einen Teil ihrer Virulenz an andere Bakterien weitergeben, auf die sie treffen. Diese genetische Interaktion zwischen Gletschermikroben und modernen Mikroorganismen „könnte besonders gefährlich sein“, schreiben die Wissenschaftler.
Die Gletscher des tibetischen Plateaus könnten ein Hotspot für die Ausbreitung künftiger Pandemien sein, da sie eine Reihe von Wasserläufen mit Frischwasser versorgen, darunter den Jangtse, den Gelben Fluss und den Ganges, die zwei der bevölkerungsreichsten Länder der Welt versorgen: China und Indien. Pandemien verbreiten sich schnell in dicht besiedelten Gebieten, wie die Welt während der COVID-19-Pandemie erfahren musste.
Aber dieses potenzielle Problem betrifft nicht nur Asien. Auf der Erde gibt es mehr als 20.000 Gletscher, die etwa 10 % der Landmasse der Erde bedecken, und jeder Gletscher hat wahrscheinlich seine eigenen einzigartigen mikrobiellen Gemeinschaften. Im April 2021 wurde in einer Studie anhand von Satellitenbildern von Gletschern festgestellt, dass fast alle Gletscher der Erde zwischen 2000 und 2019 einen beschleunigten Eisverlust aufweisen, was das Risiko erhöht, dass Mikroben, die eine Pandemie auslösen, überall auf dem Planeten entweichen können. Die Forscher warnten, dass die „potenziellen Gesundheitsrisiken [dieser Mikroben] bewertet werden müssen“, bevor sie aus ihren eisigen Gefängnissen entlassen werden.
Diese neue Studie hat jedoch auch einen Silberstreif am Horizont. Genetische Aufzeichnungen mikrobieller Gemeinschaften, wie der TG2G-Katalog, könnten als „Werkzeugkasten“ für die Bioforschung verwendet werden, d. h. für die Erforschung natürlicher Systeme auf der Suche nach wertvollen neuen Verbindungen, die in der Medizin, der Kosmetik und anderen nützlichen Technologien eingesetzt werden können. Das macht Datenbanken wie TG2G sehr wichtig, vor allem, wenn die neu entdeckten Arten in Zukunft aussterben, was nur allzu wahrscheinlich ist, wenn sie sich nicht an die Veränderungen in ihrem gefrorenen Lebensraum anpassen können, schreiben die Forscher.
Never-before-seen microbes locked in glacier ice could spark a wave of new pandemics if released
Climate change just got even more terrifying- published on Live Science
Stunned scientists have uncovered more than 900 never-before-seen species of microbes living inside glaciers on the Tibetan Plateau. Analysis of the microbes‘ genomes revealed that some have the potential to spawn new pandemics, if rapid melting caused by climate change releases them from their icy prisons.
In a new study, researchers from the Chinese Academy of Sciences took ice samples from 21 glaciers on the Tibetan Plateau — a high-altitude region in Asia wedged between the Himalayan mountain range to the south and the Taklamakan Desert to the north. The team then sequenced the DNA of the microscopic organisms locked inside the ice, creating a massive database of microbe genomes that they named the Tibetan Glacier Genome and Gene (TG2G) catalog. It is the first time that a microbial community hidden within a glacier has been genetically sequenced.
The team found 968 microbial species frozen within the ice — mostly bacteria but also algae, archaea and fungi, the researchers reported June 27 in the journal Nature Biotechnology(opens in new tab). But perhaps more surprisingly, around 98% of those species were completely new to science. This level of microbial diversity was unexpected because of the challenges associated with living inside glaciers, the researchers said. „Despite extreme environmental conditions, such as low temperatures, high levels of solar radiation, periodic freeze-thaw cycles and nutrient limitation, the surfaces of glaciers support a diverse array of life,“ the study authors wrote.
The researchers aren’t sure exactly how old some of these microbes are; prior studies have shown that it is possible to revive microbes that have been trapped in ice for up to 10,000 years, according to the study.
This is not the first time that scientists have found a surprising abundance of microbes living in Tibetan glaciers. In January 2020, a team that analyzed ice cores from a single glacier uncovered 33 different groups of viruses living within the ice, 28 of which had never been seen before.
The surprising microbial diversity within glaciers, coupled with an increase in melting glacial ice due to climate change, boosts the chances that potentially dangerous microbes — most likely bacteria — will escape and wreak havoc, researchers said. „Ice-entrapped pathogenic microbes could lead to local epidemics and even pandemics“ if they are released into the environment, the authors wrote.
Evidence suggests that some of the newfound bacteria could be very dangerous to humans and other organisms. The team identified 27,000 potential virulence factors — molecules that help bacteria invade and colonize potential hosts — within the TG2G catalog. The researchers warned that around 47% of these virulence factors have never been seen before, and so there is no way of knowing how harmful the bacteria could be.
Even if these potentially pathogenic bacteria do not survive for long after escaping their glaciers, they can still cause problems, the researchers said. Bacteria have the unique ability to exchange large sections of their DNA, known as mobile genetic elements (MGEs), with other bacteria. So even if the glacial bacteria die shortly after being thawed out, they can still pass on some of their virulence to other bacteria they encounter. This genetic interaction between glacier microbes and modern microorganisms „could be particularly dangerous,“ the scientists wrote.
The Tibetan Plateau glaciers could be a hot spot for unleashing future pandemics because they feed fresh water into a number of waterways, including the Yangtze River, the Yellow River and the Ganges River, which supply two of the most populated countries in the world: China and India. Pandemics spread quickly through highly populated areas, as the world witnessed during the COVID-19 pandemic.
But this potential problem won’t just affect Asia. There are more than 20,000 glaciers on Earth covering around 10% of the planet’s land mass, and each glacier is likely to have its own unique microbial communities. In April 2021, a study using satellite images of glaciers found that nearly every glacier on Earth showed an accelerated rate of ice loss between 2000 and 2019, which increases the risk that pandemic-spawning microbes could escape anywhere on the planet. The researchers warned that the „potential health risks [of these microbes] need to be evaluated“ before they are released from their icy prisons.
However, there is a silver lining to this new study. Genetic records of microbial communities, such as the TG2G catalog, could be used as „toolkits“ for bioprospecting — exploring natural systems to find valuable new compounds that can be used in medicine, cosmetics and other beneficial technologies. That makes databases like TG2G very important, especially if the newly discovered species go extinct in the future; an outcome that is all too likely if they cannot adapt to the changes in their frozen habitat, the researchers wrote.
Originally published on Live Science.
Netzfrau Lisa Natterer
Netzfrauen auch auf >>> Instagram >>>>mit vielen Bildern und Informationen!
Wassermangel bei Gletscherschwund – Why Melting Glaciers Are So Scary
