Forskere satte sig for at udforske mikrobielt liv i gletsjerstrømme

EPFL-forskere vil bruge mindst de næste fire år på at studere nogle af verdens største gletsjer-fodrede vandløb. Ved at indsamle mikroorganismer fra vandløbene og udvinde deres DNA, de håber på bedre at forstå, hvordan disse skabninger har tilpasset sig deres ekstreme miljøer. Projektet, planlagt til at starte den 1. august 2018, vil være det første forskningsprogram for Alpine and Polar Environment Research Center (Alpole) på EPFL Valais Wallis campus i Sion.

Hvad andet end vand mister vi, når gletsjere forsvinder? Det er spørgsmålet, som et team af forskere ledet af EPFL vil sætte sig for at besvare på en hidtil uset ekspedition, der skal vare mindst fire år. De vil rejse til verdens største bjerggletsjersystemer, indsamle mikroorganismer fra hundredvis af gletsjer-fodrede vandløb og analysere deres genomer. Gennem en kombination af miljøvidenskab, biovidenskab og geologi, de håber at lære, hvordan disse mikrobiomer har tilpasset sig gennem årtusinder til de ekstreme forhold, de er udsat for.

Gennem dette projekt, som officielt starter den 1. august 2018, det internationale hold af videnskabsmænd vil udforske den "tredje pol" gennem gletsjerstrømme i Alaska, Himalaya, Andesbjergene, Grønland, Skandinavien, Pamir, Kamchatka, Kaukasus, New Zealand og de europæiske alper. Det er det første forskningsprogram for Alpine and Polar Environment Research Center (Alpole) i Sion og bliver gjort muligt takket være finansiering fra NOMIS Foundation, som udelukkende understøtter indsigtsdrevne videnskabelige bestræbelser.

Forskerne vil indsamle prøver fra biofilm, som er tynde, tyktflydende film af mikrober, der dannes på sedimentoverflader i gletsjerfodrede vandløb. De vil derefter bruge dyb sekventering på det mikrobielle DNA til at optrevle strukturen og de biologiske processer af biofilmenes mikrobiomer. Sekvenseringsdataene vil blive brugt til to formål. Først, at se tilbage i tiden, da det kan indeholde ældgamle biosignaturer, der kan hjælpe forskerne med at optrevle mikrobernes strategier for at tilpasse sig deres omgivelser over tid. Og for det andet, for at få et indblik i fremtiden, da det vil hjælpe forskerne til bedre at forstå, hvordan biofilm bliver påvirket af smeltningen af ​​gletschere og, følgelig, den rolle, som biofilm spiller i økosystemets funktion og biogeokemien af ​​alpine gletsjer-fodrede vandløb.

"Gletschere og deres vandløb har ofte været rigeligt på Jorden. Men i dag forsvinder de som følge af klimaændringer. Glaciologer forudsiger, at 50 % af de små gletsjere i Schweiz vil forsvinde inden for de næste 25 år. Det samme gælder for deres gletschere. -fodrede vandløb – og de økosystemer, disse vandløb understøtter. Vi skylder fremtidige generationer at bedre forstå det mikrobielle liv i disse forsvindende økosystemer, "siger Tom Battin, projektets forskningsdirektør og leder af EPFLs Stream Biofilm and Ecosystem Research Laboratory. "Det kan vi kun opnå med støtte fra fonde som NOMIS, og kun ved at tage en tværfaglig tilgang, der samler eksperter fra økologi, biogeokemi, molekylærbiologi og glaciologi. "

"Jeg er glad for, at EPFL er i centrum for et initiativ til at dokumentere det mikrobielle liv, der findes inde i gletsjere gennem denne undersøgelse af glacial afstrømning, " siger EPFL-præsident Martin Vetterli. "Denne forskning har global betydning og passer naturligt til det nye Center for Changing Alpine and Polar Environments på EPFL Valais Wallis." Denne entusiasme deles af Markus Reinhard, Administrerende direktør hos NOMIS:"Vi er glade for at kunne støtte dette spændende forskningsprojekt, som afspejler NOMIS' vision om at tilskynde til tværfaglighed, ny forskning, der har potentialet til at give transformationel indsigt om vores verden."

Den første ekspedition begynder i februar 2019. Den bliver ledet af Mike Styllas, en geolog og Himalaya-specialist, med hjælp fra to bjergeksperter fra Canada og Italien. Genomforskningen vil blive udført i samarbejde med professor Paul Wilmes og hans team ved University of Luxembourg. Michael Zemp, en forskningsmedarbejder ved universitetet i Zürich, vil levere sin ekspertise inden for glaciologi. Forskerne begynder at træne til sommer i de schweiziske alper.

Allerede inden den første ekspedition går i gang, Battin ser allerede frem til sin næste udfordring. Han vil gerne arkivere DNA fra gletsjere-fodrede strømmikrober i et depot, der ville blive anbragt på EPFL Valais Wallis campus. Dette arkiv ville give morgendagens forskere et "kort" over mikrobiomer, som de står i dag. Det vil ikke vare længe før fremskridt inden for molekylærbiologi, og især genetisk sekventering, føre til nye opdagelser i mikrobiome processer og bringe nye perspektiver på brugen af ​​bioprospektering inden for bioteknologi. Battins DNA -arkiv vil også indeholde prøver fra enhver forskningsinstitution, der ønsker at bidrage, derved skabes et unikt globalt lager af genetisk information om livet i forsvindende økosystemer og ekstreme miljøer.