Mizení pevninských ledovců je jedním z průvodních jevů globální klimatické změny. Důsledkem jsou změny v hydrologickém cyklu nebo ztráta biodiverzity. Na druhé straně se tím otevírají nové možnosti pro rozvoj mikrobiálního života..

Díky ústupu ledovců rozkvétá v horských řekách mikrobiální život. Takový je závěr týmu vědců z EPFL v Lausanne a Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze, který právě publikoval článek v prestižním časopise Nature Geoscience.

Jejich pozorování vychází z vzorků sbíraných ze 154 horských řek napájených ledovcem po celém světě v rámci projektu Vanishing Glaciers (“Mizící ledovce”), který financuje Nadace NOMIS.

Horské řeky napájené ledovcem jsou v létě kalnými, bouřlivými toky. Velké množství ledovcové vody promíchává kameny a sedimenty, což zabraňuje pronikání světla k dnu řeky. Nízké teploty a sníh v ostatních ročních obdobích zase neposkytují příležitost pro vznik bohatého mikrobiomu.

Spolu s ústupem ledovců vlivem globálního oteplování však klesá objem vody pocházející z ledovců. To znamená, že řeky se stávají teplejšími, klidnějšími a průzračnějšími, což dává řasám a dalším mikroorganismům příležitost k růstu jejich počtu a více přispívat k místním uhlíkovým a živinovým cyklům.

„Jsme svědky hlubokých změn na úrovni mikrobiomu v těchto ekosystémech – nic menšího než ‚zelená přeměna‘ kvůli zvýšené primární produkci,“ říká Tom Battin, profesor na Laboratoři říčních ekosystémů (RIVER) na EPFL v Lausanne.

Ve svém článku se vědci zaměřili na živiny, jako je dusík a fosfor, ve vodě řeky, stejně jako na enzymy, které mikroorganismy žijící v sedimentu na dně řeky k využití těchto živin produkují. Poté sledovali změny v obou těchto faktorech v rozsáhlém spektru řek napájených ledovcem, které se liší ve velikosti.

„Ekosystémy horských řek napájených ledovcem obecně disponují omezeným množstvím uhlíku a živin, zejména fosforu,“ vysvětluje hlavní autor článku Tyler Kohler z katedry ekologie PřF UK a bývalý postdoktorand v laboratoři RIVER. „Jak ledovce ustupují a poptávka řas a dalších mikroorganismů po fosforu roste, může tento prvek představovat pro život ve vysokohorských řekách významné omezení.“ Fosfor, klíčový stavební prvek života, se tak stane v ekosystémech níže po proudu řeky ještě vzácnějším, což může mít na jejich potravní sítě zatím neznámé dopady.

Tyto zjištění podporuje článek zveřejněný v Royal Society Open Science v srpnu 2023 vědci projektu Vanishing Glaciers. V této studii autoři analyzovali mikrobiom malé horské řeky napájené ledovcem v pohoří Rwenzori v Ugandě, kde byla „zelená přeměna“ již v pokročilé fázi.

Složení živin a enzymů zde bylo také značně odlišné a řasy byly hojné. „To, co se děje s ledovcem Rwenzori, nám poskytuje náhled na to, jak budou vypadat švýcarské řeky napájené ledovcem za 30 nebo 50 let,“ říká Battin.

Jedním z důsledků této změny je, že jak řeky napájené ledovcem hostí více mikrobiálního života, budou hrát větší roli v biogeochemických cyklech, jako je výměna CO2.

Tým RIVER plánuje na této výzkumné práci stavět. Právě provádějí sčítání mikrobiální biodiverzity v potocích napájených ledovci a pomocí různých linii genomických informací zkoumají, jak různorodé mikroorganismy jsou schopny přežívat v jednom z nejextrémnějších sladkovodních ekosystémů na Zemi.

Tyler Kohler, hlavní autor a současně výzkumník na Katedře ekologie Přírodovědecké fakulty v Praze, byl zodpovědný za sběr vzorků během expedic, laboratorní analýzy a psaní manuskriptu článku. Tyler je aktuálně vedoucím PI projektu PRIMUS na Univerzitě Karlově s názvem:

„Green New World: Unraveling microbial community assembly patterns in vanishing glacier-fed streams.“ V tomto projektu se Tylerův tým dále zabývá tím, jak se změny klimatu promítají do změn společenství řas (konkrétně rozsivek) v potocích napájených ledovcem.