Obóz na South Col, gdzie każdego roku setki poszukiwaczy przygód rozbijają swój ostatni obóz przed próbą zdobycia najwyższego szczytu świata od strony południowo-wschodniej. Zdjęcie zostało zrobione w pobliżu miejsca, w którym Baker Perry pobrał próbki gleby. Źródło: Baker Perry

Położona prawie 5 mil nad poziomem morza w Himalajach jałowa, smagana wiatrem depresja między Mount Everestem a sąsiednim szczytem Lhotse pozostaje pozbawiona śniegu. Na South Col setki poszukiwaczy mocnych wrażeń co roku rozbijają ostatni obóz, przygotowując się do wejścia na najwyższą górę świata z południowo-wschodniej flanki.

Nowe badania prowadzone przez University of Colorado Boulder wskazują, że ci poszukiwacze przygód nieumyślnie pozostawiają zamrożoną sygnaturę odpornych drobnoustrojów. Te mikroorganizmy mogą przetrwać ekstremalne warunki na dużych wysokościach i pozostawać w stanie uśpienia w glebie przez dziesięciolecia, a potencjalnie nawet stulecia.

Badania nie tylko podkreślają niewidoczny wpływ turystyki na najwyższą górę świata, ale mogą również doprowadzić do lepszego zrozumienia środowiskowych ograniczeń życia na Ziemi, a także tego, gdzie życie może istnieć na innych planetach lub zimnych księżycach. Wyniki zostały opublikowane w zeszłym miesiącu w Badania Arktyki, Antarktydy i Alpczasopismo wydawane w imieniu Instytutu Badań Arktycznych i Alpejskich (INSTAAR) w CU Boulder.

„W mikrobiomie Everestu jest zamrożona ludzka sygnatura, nawet na tej wysokości” – powiedział Steve Schmidt, starszy autor artykułu i profesor ekologii i biologii ewolucyjnej.

W minionych dziesięcioleciach naukowcy nie byli w stanie jednoznacznie zidentyfikować drobnoustrojów związanych z człowiekiem w próbkach pobranych z wysokości powyżej 26 000 stóp. To badanie jest pierwszym, w którym technologia sekwencjonowania genów nowej generacji została wykorzystana do analizy gleby z tak dużej wysokości na Mount Everest, umożliwiając naukowcom uzyskanie nowego wglądu w prawie wszystko i wszystko, co się w nich znajduje.

Naukowcy nie byli zaskoczeni odkryciem mikroorganizmów pozostawionych przez ludzi. Mikroby są wszędzie, nawet w powietrzu, i mogą łatwo przemieszczać się i lądować w pewnej odległości od pobliskich obozów lub szlaków.

„Jeśli ktoś nawet wydmuchał nos lub zakaszlał, może się to pojawić” – powiedział Schmidt.

Zaimponowało im jednak to, że niektóre drobnoustroje, które ewoluowały, aby rozwijać się w ciepłym i wilgotnym środowisku, takim jak nasze nosy i usta, były wystarczająco odporne, aby przetrwać w stanie uśpienia w tak trudnych warunkach.

Życie w kriosferze

Ten zespół naukowców z CU Boulder – w tym Schmidt, główny autor Nicholas Dragone i Adam Solon, absolwenci Wydziału Ekologii i Biologii Ewolucyjnej oraz Cooperative Institute for Research in Environmental Science (CIRES) – bada kriobiosferę: zimne regiony Ziemi i granice życia w nich. Pobrali próbki gleby wszędzie, od Antarktydy i Andów po Himalaje i wysoką Arktykę. Zwykle drobnoustroje związane z człowiekiem nie pojawiają się w tych miejscach w takim stopniu, w jakim pojawiły się w ostatnich próbkach Everest.

Przez lata praca Schmidta połączyła go z naukowcami, którzy w maju 2019 r. udali się na Everest’s South Col, aby założyć najwyższą stację pogodową na planecie, założoną przez National Geographic i Rolex Perpetual Planet Everest Expedition.

Zapytał swoich kolegów: Czy moglibyście pobrać próbki gleby, kiedy już tam jesteście?

Tak więc Baker Perry, współautor, profesor geografii na Appalachian State University i odkrywca National Geographic, wyruszył jak najdalej od obozu South Col, aby zebrać próbki gleby i wysłać je z powrotem do Schmidt.

Skrajności na Ziemi i gdzie indziej

Następnie Dragone i Solon przeanalizowali glebę w kilku laboratoriach w CU Boulder. Korzystając z technologii sekwencjonowania genów nowej generacji i bardziej tradycyjnych technik hodowli, byli w stanie zidentyfikować[{” attribute=””>DNA of almost any living or dead microbes in the soils. They then carried out extensive bioinformatics analyses of the DNA sequences to determine the diversity of organisms, rather than their abundances.

Most of the microbial DNA sequences they found were similar to hardy, or “extremophilic” organisms previously detected in other high-elevation sites in the Andes and Antarctica. The most abundant organism they found using both old and new methods was a fungus in the genus Naganishia that can withstand extreme levels of cold and UV radiation.

But they also found microbial DNA for some organisms heavily associated with humans, including Staphylococcus, one of the most common skin and nose bacteria, and Streptococcus, a dominant genus in the human mouth.

At high elevations, microbes are often killed by ultraviolet light, cold temperatures, and low water availability. Only the hardiest critters survive. Most—like the microbes carried up great heights by humans—go dormant or die, but there is a chance that organisms like Naganishia may grow briefly when water and the perfect ray of sunlight provides enough heat to help them momentarily prosper. But even for the toughest of microbes, Mount Everest is a Hotel California: “You can check out any time you like/ But you can never leave.”

The researchers don’t expect this microscopic impact on Everest to significantly affect the broader environment. But this work does carry implications for the potential for life far beyond Earth, if one day humans step foot on Mars or beyond.

“We might find life on other planets and cold moons,” said Schmidt. “We’ll have to be careful to make sure we’re not contaminating them with our own.”

Reference: “Genetic analysis of the frozen microbiome at 7900 m a.s.l., on the South Col of Sagarmatha (Mount Everest)” by Nicholas B. Dragone, L. Baker Perry, Adam J. Solon, Anton Seimon, Tracie A. Seimon and Steven K. Schmidt, 16 February 2023, Arctic, Antarctic, and Alpine Research.
DOI: 10.1080/15230430.2023.2164999

The study was funded by the National Geographic and Rolex Perpetual Planet Everest Expedition, the Department of Ecology and Evolutionary Biology, and the University of Colorado Boulder Libraries Open Access Fund