Różnorodność i obfitość chytrydów na Lodowcu Grenlandzkim

Ukryte życie na topniejącym lodowcu

Powierzchnia Lodowca Grenlandzkiego może wyglądać jak zamarznięta pustynia, ale w rzeczywistości jest domem dla tętniącego życiem mikroskopijnego świata. Ciemne zakwity glonów lodowych przyspieszają topnienie poprzez pochłanianie światła słonecznego, a to badanie bada ich mało znanych wrogów: maleńkie pływające grzyby zwane chytrydami. Śledząc, gdzie te grzyby występują, jak są liczne i jak zróżnicowane są ich linie ewolucyjne, badacze odsłaniają niewidoczną sieć życia, która może wpływać na tempo zanikania lodu Grenlandii w ocieplającym się klimacie.

Maleńkie grzyby o dużej roli

Chytrydy to proste grzyby, które wytwarzają mikroskopijne, ogoniaste zarodniki zdolne do pływania w wodzie. Na całym świecie wiele chytrydów atakuje glony, przebijając ich komórki i żywiąc się nimi, podczas gdy inne rozkładają martwą materię. Na lodzie Grenlandii ciemno zabarwione glony z rodzaju Ancylonema pokrywają powierzchnię latem, przyczyniając się do przyciemnienia lodu i zwiększenia topnienia. Wcześniejsze obserwacje sugerowały, że chytrydy infekują te glony, ale nikt dotąd nie zmierzył, ile ich jest ani ile różnych rodzajów występuje na całym lodowcu.

Pobieranie próbek żywej „skóry” lodu

Zespół zebrał próbki z czterech regionów Grenlandii między 2019 a 2023 rokiem, obejmując zakres od południa na północ i ze wschodu na zachód. Skupili się na trzech głównych typach siedlisk powierzchniowych: „ciemnym lodzie”, górnych centymetrach nasłonecznionego lodu bogatego w glony; jaskrawo zabarwionych łatach czerwonego i zielonego śniegu; oraz wypełnionych wodą dołach zwanych cryoconite, które zawierają ciemny osad i gęste społeczności mikrobiologiczne. Zamrozili i przefiltrowali materiał, następnie wyekstrahowali materiał genetyczny, aby odczytać geny małej podjednostki rybosomalnego RNA, które pełnią rolę kodów kreskowych dla różnych organizmów. W skoncentrowanej kampanii w 2022 roku wielokrotnie pobierali próbki tych samych łatek ciemnego lodu i pobliskich dołów cryoconite przez trzy tygodnie, a do oszacowania liczby kopii genów chytrydów w czasie użyli metody liczenia DNA zwanej qPCR.

Las nowych grzybowych gałęzi

Gdy badacze zmontowali i porównali sekwencje genów grzybów, odzyskali 99 pełnych sekwencji należących do wczesno-odgałęziających się grup grzybów, w tym chytrydów. Umieszczając te sekwencje na szczegółowych drzewach ewolucyjnych, wykazali, że większość linii należała do czterech głównych rzędów chytrydów, z mniejszym udziałem z dwóch spokrewnionych grup grzybowych. Co uderzające, tylko dwie sekwencje wyraźnie odpowiadały znanym gatunkom; pozostałe były różne od opisanych dotąd grzybów. W zależności od progu podobieństwa użytego do analizy, zespół zidentyfikował między 63 a 81 potencjalnie nowych linii. Wiele z nich występowało zarówno w ciemnym lodzie, jak i w zabarwionym śniegu, i często przypominało nieskultywowane grzyby wcześniej wykryte w innych zimnych środowiskach, takich jak gleby alpejskie, lód morski i lód polodowcowy w innych częściach świata. Sugeruje to, że szeroko rozpowszechniona, lecz w dużej mierze nieopisana radiacja chytrydów rozwija się w lodowych siedliskach.

Obserwowanie wahań populacji grzybów

Pomiary qPCR z sezonu topnienia 2022 wykazują, że chytrydy są znacznie bardziej liczne w ciemnym lodzie niż w dołach cryoconite — w przybliżeniu o rząd wielkości więcej. W ciągu 21 dni liczba kopii genów chytrydów w próbkach ciemnego lodu wahała się znacznie, podczas gdy poziomy w cryoconite pozostawały stosunkowo stabilne. Porównując sygnały chytrydów z całą społecznością mikroorganizmów, zespół stwierdził, że chytrydy stanowiły średnio około 2,6% aktywnych organizmów w ciemnym lodzie, ale tylko około 0,5% w cryoconite. W obrębie ciemnego lodu jedna grupa, Mesochytriales, wyróżniała się jako szczególnie aktywna. Niektóre z tych linii są blisko spokrewnione z chytrydami znanymi z infekowania glonów śnieżnych, co sugeruje, że mogą być pasożytami zarówno glonów śnieżnych, jak i lodowcowych na Grenlandii.

Co te mikroby mogą znaczyć dla topnienia

Chociaż badanie nie mierzy bezpośrednio infekcji pojedynczych komórek glonów, połączenie dużej różnorodności chytrydów, silnej obecności w lodzie bogatym w glony i powiązań z znanymi pasożytami glonów sugeruje, że te grzyby mogą pomagać regulować zakwity glonów przyciemniające lodowiec. Jeśli chytrydy zmniejszają masę glonów w kluczowych momentach, mogą nieznacznie spowolnić przyciemnianie powierzchni; jeśli natomiast skutecznie recyklingują materię organiczną, mogą z kolei zasilać dalszy wzrost mikrobiologiczny. Autorzy argumentują, że określenie, które gatunki chytrydów infekują które glony i jak ich populacje zmieniają się w trakcie sezonu topnienia, będzie kluczowe dla zrozumienia tej ukrytej kontroli „od góry”. Ich praca dostarcza pierwszej ilościowej i ewolucyjnej mapy chytrydów na lodzie Grenlandii, tworząc podstawy do przyszłych badań nad tym, jak mikroskopijni pasożyty mogą subtelnie wpływać na losy ogromnego lodowca.

Cytowanie: Perini, L., Zervas, A., Feld, L. et al. The diversity and abundance of chytrids on the Greenland Ice Sheet. Sci Rep 16, 11175 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41468-5

Słowa kluczowe: Lodowiec Grenlandzki, glonice lodowcowe, grzyby chytrydowe, supraglacjalne ekosystemy, różnorodność mikrobiologiczna