Menschen hinterlassen auf dem Mount Everest eine „eingefrorene Signatur“ von Mikroben

Fast 5 Meilen über dem Meeresspiegel im Himalaya-Gebirge liegt die felsige Senke zwischen dem Mount Everest und seinem Schwestergipfel Lhotse windgepeitscht und schneefrei. Hier am Südsattel schlagen jedes Jahr Hunderte von Abenteurern ihr letztes Lager auf, bevor sie versuchen, den höchsten Gipfel der Welt von der südöstlichen Seite aus zu erklimmen.

Laut neuer Forschungen der University of Colorado Boulder hinterlassen sie auch ein gefrorenes Erbe robuster Mikroben, die den rauen Bedingungen in großen Höhen standhalten und Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte im Boden ruhen können.

Die Forschung hebt nicht nur einen unsichtbaren Einfluss des Tourismus auf den höchsten Berg der Welt hervor, sondern könnte auch zu einem besseren Verständnis der ökologischen Grenzen des Lebens auf der Erde führen sowie dazu, wo Leben auf anderen Planeten oder kalten Monden existieren könnte. Die Ergebnisse wurden letzten Monat in veröffentlicht Arktis-, Antarktis- und Alpenforschung.

„Es gibt eine menschliche Signatur, die im Mikrobiom des Everest eingefroren ist, selbst in dieser Höhe“, sagte Steve Schmidt, leitender Autor des Papiers und Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie.

In den vergangenen Jahrzehnten waren Wissenschaftler nicht in der Lage, mit Menschen assoziierte Mikroben in Proben, die über 26.000 Fuß gesammelt wurden, eindeutig zu identifizieren. Diese Studie ist das erste Mal, dass die Gensequenzierungstechnologie der nächsten Generation verwendet wurde, um Boden aus einer so großen Höhe auf dem Mount Everest zu analysieren, was es Forschern ermöglicht, neue Einblicke in fast alles und alles, was sich darin befindet, zu gewinnen.

Die Forscher waren nicht überrascht, Mikroorganismen zu finden, die von Menschen hinterlassen wurden. Mikroben sind überall, sogar in der Luft, und können leicht umherfliegen und in einiger Entfernung von nahe gelegenen Lagern oder Wegen landen.

„Wenn sich jemand auch nur die Nase geputzt oder gehustet hat, kann sich das zeigen“, sagte Schmidt.

Was sie jedoch beeindruckte, war, dass bestimmte Mikroben, die sich entwickelt haben, um in warmen und nassen Umgebungen wie Nase und Mund zu gedeihen, widerstandsfähig genug waren, um unter solch rauen Bedingungen in einem Ruhezustand zu überleben.

Leben in der Kryosphäre

Dieses Team von Forschern der CU Boulder – darunter Schmidt und der Hauptautor Nicholas Dragone und Adam Solon, beide Doktoranden der Abteilung für Ökologie und Evolutionsbiologie und des Cooperative Institute for Research in Environmental Science (CIRES) – untersucht die Kryobiosphäre: die kalten Regionen der Erde und die Grenzen des Lebens in ihnen. Sie haben überall Bodenproben genommen, von der Antarktis und den Anden bis zum Himalaya und der hohen Arktis. Normalerweise treten an diesen Stellen mit dem Menschen assoziierte Mikroben nicht in dem Maße auf, wie sie in den jüngsten Everest-Proben auftauchten.

Schmidts Arbeit im Laufe der Jahre verband ihn mit Forschern, die im Mai 2019 zum Everest-Südsattel aufbrachen, um die höchste Wetterstation des Planeten zu errichten, die von National Geographic und eingerichtet wurde Rolex Perpetual Planet Everest-Expedition.

Er fragte seine Kollegen: Würde es Ihnen etwas ausmachen, ein paar Bodenproben zu sammeln, während Sie schon da sind?

Also wanderte Baker Perry, Co-Autor, Geographieprofessor an der Appalachian State University und National Geographic Explorer, so weit wie möglich vom South Col Camp weg, um einige Bodenproben zu schöpfen und an Schmidt zurückzusenden.

Extreme auf der Erde und anderswo

Dragone und Solon analysierten dann den Boden in mehreren Labors an der CU Boulder. Mithilfe von Gensequenzierungstechnologie der nächsten Generation und traditionelleren Kultivierungstechniken konnten sie die DNA von fast allen lebenden oder toten Mikroben in den Böden identifizieren. Anschließend führten sie umfangreiche bioinformatische Analysen der DNA-Sequenzen durch, um die Vielfalt der Organismen und nicht ihre Häufigkeit zu bestimmen.

Die meisten der von ihnen gefundenen mikrobiellen DNA-Sequenzen ähnelten robusten oder „extremophilen“ Organismen, die zuvor an anderen hochgelegenen Standorten in den Anden und der Antarktis entdeckt wurden. Der am häufigsten vorkommende Organismus, den sie mit alten und neuen Methoden fanden, war ein Pilz der Gattung Naganishia, der extremen Kälte- und UV-Strahlungen widerstehen kann.

Sie fanden aber auch mikrobielle DNA für einige Organismen, die stark mit Menschen in Verbindung gebracht werden, darunter Staphylococcus, eines der häufigsten Haut- und Nasenbakterien, und Streptococcus, eine dominante Gattung im menschlichen Mund.

In großer Höhe werden Mikroben oft durch ultraviolettes Licht, kalte Temperaturen und geringe Wasserverfügbarkeit abgetötet. Nur die widerstandsfähigsten Lebewesen überleben. Die meisten – wie die Mikroben, die von Menschen in große Höhen getragen werden – ruhen oder sterben, aber es besteht die Möglichkeit, dass Organismen wie Naganishia kurzzeitig wachsen, wenn Wasser und der perfekte Sonnenstrahl genug Wärme liefern, um ihnen zu helfen, vorübergehend zu gedeihen. Aber selbst für die härtesten Mikroben ist der Mount Everest ein „Hotel California“: „Du kannst jederzeit auschecken / Aber du kannst niemals gehen.“

Die Forscher erwarten nicht, dass diese mikroskopische Auswirkung auf den Everest die weitere Umgebung signifikant beeinflussen wird. Aber diese Arbeit hat Auswirkungen auf das Potenzial für Leben weit über die Erde hinaus, wenn eines Tages Menschen den Mars oder darüber hinaus betreten.

„Wir könnten Leben auf anderen Planeten und kalten Monden finden“, sagte Schmidt. „Wir müssen aufpassen, dass wir sie nicht mit unseren eigenen kontaminieren.“

Zu den weiteren Autoren dieser Veröffentlichung gehören: Anton Seimon, Department of Geography and Planning, Appalachian State University; und Tracie Seimon, Wildlife Conservation Society, Zoological Health Program, Bronx, New York.