Das tibetische Plateau (TP) weist nach der Antarktis und Grönland die drittgrößte Anzahl an Gletschern auf. Bakterien, die sich durch Trocken- und Nassablagerung auf Gletscheroberflächen ablagern, wachsen in situ und werden anschließend in Eisbohrkernen konserviert, die auf Umweltselektionsdrücke wie UV-Strahlung und niedrige Temperaturen zurückzuführen sind.
Da Gletscherbakterien größtenteils durch atmosphärische Zirkulation aus entfernten oder lokalen Quellen transportiert werden, können Veränderungen in den Quellökosystemen auch die Zusammensetzung der Oberflächengletscherbakterien beeinflussen. Daher können die Eigenschaften von Bakteriengemeinschaften in Eisbohrkernen als Indikatoren für vergangene Klimazonen und menschliche Aktivitäten dienen.
Ein Forschungsteam untersuchte die Bakteriengemeinschaft aus einem 74 m langen Eiskern des Muztag-Ata-Gletschers auf dem tibetischen Plateau, um biologische Indikatoren mit vergangenen Klima- und anthropogenen Aktivitäten zu verknüpfen. Sie beobachteten einen Anstieg des Bakterienreichtums im gesamten Eiskern, der mit einem höheren NH+4-Wert verbunden war, einem Indikator für die landwirtschaftliche Entwicklung.
Unterdessen zeigte die Gleichmäßigkeit negative Korrelationen mit DOC und MAP und eine positive Korrelation mit δ18O, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl−, SO42- und NO3-. Insgesamt bieten diese Indikatoren vielversprechende Erkenntnisse für Rückschlüsse auf vergangene Klima- und Umweltveränderungen.
Die Forscher untersuchten außerdem die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaften in Eisbohrkernen. Die Clusteranalyse auf der Ebene der Bakterienfamilie weist auf drei unterschiedliche Gruppierungen von Proben hin. Mithilfe einer Clusteranalyse auf der Ebene der Bakterienfamilie entdeckten sie drei unterschiedliche Probengruppierungen.
Cluster A umfasst die Jahre 1953 bis 1991, Cluster B besteht aus 11 Proben aus den Jahren 1933 bis 1951, während der Großteil der Proben in Cluster C zwischen 1907 und 1930 datiert ist. Es wurde festgestellt, dass die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft durch eine Kombination menschlicher Einflüsse geprägt wurde Aktivität, natürliche Einträge und Lufttemperatur, wobei nach den 1950er Jahren ein ausgeprägter menschlicher Einfluss erkennbar wurde.
Darüber hinaus war die relative Häufigkeit tierischer Darmbakterien, darunter Aerococcaceae, Nocardiaceae, Muribaculaceae und Lachnospiraceae, mit Veränderungen der Viehbestände in der zentralasiatischen Region verbunden. Zusammen mit anderen Bakterienlinien erklärten sie gemeinsam 59,8 % der Veränderungen im Nutztierbestand.
„Diese neuen Erkenntnisse quantifizieren nicht nur den Zusammenhang zwischen Bakterienvielfalt und Gemeinschaftszusammensetzung mit früheren Klimazonen und menschlichen Aktivitäten, sondern verdeutlichen auch, wie Veränderungen in der Landnutzung, die durch Landwirtschaft und Viehzucht vorangetrieben werden, das Vorhandensein potenziell schädlicher Bakterien auf Gletschern verstärken. Dies verbessert unser Verständnis.“ des regionalen Klimas und menschlicher Aktivitäten“, sagt Dr. Liu.
Diese Studie bietet eine umfassende Analyse der jahrhundertelangen Dynamik von Bakteriengemeinschaften im Eiskern von Muztag Ata. Die identifizierten bakteriellen Marker bieten wertvolle Einblicke in frühere Umweltbedingungen und menschliche Aktivitäten in den Quellregionen und unterstreichen das mikrobielle Potenzial in Eisbohrkern-Klimastudien.
Das Papier ist veröffentlicht im Tagebuch Wissenschaft China Geowissenschaften.
Diese Studie wird von Dr. Yongqin Liu (Institut für tibetische Plateauforschung, Chinesische Akademie der Wissenschaften) geleitet.
Mehr Informationen:
Yongqin Liu et al.: Menschliche Aktivität gegenüber natürlichen Einträgen bestimmt die Bakteriengemeinschaft in einem Eiskern aus dem Muztag-Ata-Gletscher. Wissenschaft China Geowissenschaften (2024). DOI: 10.1007/s11430-022-1282-x