Priče iz sedimenta: Kako klimatske promjene utječu na Vransko jezero

Vransko jezero najveće je prirodno jezero u Hrvatskoj. To potopljeno krško polje i more najbliži su susjedi; dijeli ih tek greben.

Upravo ta blizina mora čini ga izloženijim posljedicama klimatskih promjena, i to onima koje nisu vidljive golim okom. Naime, zbog sve manje padalina more prodire u slatkovodna obalna područja. 

Novo istraživanje, provedeno na uzorcima vode iz Vranskog jezera, baca svjetlo na način na koji prodor morske vode utječe na mikroorganizme u slatkovodnom jezeru, a onda i na ciklus metana, jednog od najpotentnijih stakleničkih plinova. 

“Kada razina jezera padne i morska voda počne prodirati u jezera, ona donosi sa sobom sol i mikrobe koji prirodno nisu prisutni u slatkoj vodi. To potpuno mijenja geokemiju jezerskog dna koja definira sastav mikroba, a upravo su oni ti koji odlučuju hoće li metan nastati, nestati ili završiti u atmosferi. Željeli smo otkriti što se točno mijenja u tim tihim slojevima sedimenta, tko preživljava, tko nestaje i kakve to posljedice ima na kruženje metana”, objašnjava prvi čovjek istraživačkog tima Sandi Orlić, voditelj Laboratorij za procese taloženja s Instituta Ruđer Bošković (IRB).

Krhka ravnoteža u tihim slojevima sedimenta

Istraživanje pod nazivom “Salinizacija mijenja ciklus metana u slatkovodnim sedimentima” objavljeno je u lipnju, a na njemu su radili znanstvenici iz Austrije, Danske, Hrvatske i Njemačke.

Da bismo razumjeli ovu priču, moramo se spustiti u tamni svijet ispod dna jezera, u sedimentni sloj u kojem ne vlada kisik, ali buja mikroskopski život, piše znanstveni tim s IRB-a.

“Tamo milijuni mikroorganizama svakodnevne obavljaju zadatke koji su nevidljivi, ali presudni za funkcioniranje planeta. Neki mikrobi razgrađuju šećere, neki masne kiseline, neki plinove. Neki proizvode metan, kao nusprodukt raspada organske tvari. Drugi ga pak troše, sprječavajući da ispliva u atmosferu. Taj lanac razgradnje funkcionira kao savršeno uštimana simfonija. No, kao i kod svake simfonije, dovoljan je jedan pogrešan ton da sklad postane kaos”, objavljeno na stranici Instituta.

Sulfati mijenjaju pravila igre

Morska voda koja prodire sa sobom nosi sol i sulfate. Da bi saznali kako mikroorganizmi u Vranskom jezeru reagiraju na povećanje saliniteta, znanstvenici su sekvencirali njihove genome i analizirali tzv. osmoregulacijske gene, koji pomažu stanicama da prežive promjene u koncentraciji soli.

Rezultati su pokazali da između svježih i zaslanjenih uzoraka nisu pronađene značajne genetske razlike. Drugim riječima, mikroorganizmi ne razvijaju posebne prilagodbe na višak soli. Umjesto toga, zajednice se brzo reorganiziraju tako što stare vrste nestaju, a zamjenjuju ih otpornije. Adaptacija se ne događa na razini gena, već na razini zajednice, kažu iz IRB-a.

I dok sol ne pokreće preobrazbu, sulfati to itekako čine. Ti spojevi mijenjaju pravila igre tako što omogućuju razmnožavanje tzv. sulfat-reducirajućih bakterija. Neke od njih ulaze u saveze s mikrobima koji razgrađuju metan bez kisika. No, učinkovitost tog novog sustava više nije ista.

“Metanski džep”

U sklopu terenskog istraživanja znanstvenici su iz dubine Vranskog jezera uzeli uzorke sedimenta, pratili kemijske promjene, analizirali DNA i mjerili razine metana. 

Otkrili su da se u slojevima gdje je prisutna morska voda stvara tzv. metanski džep – prostor u kojem se metan nakuplja jer ga više nitko ne razgrađuje.

Naime, mikroorganizmi koji su bili prisutni dok je voda bila slatka tolerirali su kisik i koristili ga za oksidaciju metana.

“Sada kada imaju dostupne sulfate i s njima partnere koji im pomažu oksidirati metan pomoću redukcije sulfata – nastupaju anaerobni organizmi koji ne toleriraju kisik. Zbog toga se događa to da pri površini, gdje možemo očekivati tragove kisika, imamo džep metana, jer aerobni metanotrofi koji vole kisik ne toleriraju visoki salintet, dok anaerobni metanotrofi ne toleriraju kisik”, tumači voditelj istraživačkog tima.

Ističe, međutim, da nisu svi mikroorganizmi “nestali bez borbe”. Neki su se prilagodili, stvorilo nova partnerstva i pokušavaju održati metan pod kontrolom – ali nisu jednako učinkoviti.

Vransko jezero je više od lokalnog fenomena

Ovo je proces koji se odvija bez dima, bez buke i bez senzacionalizma, ali može biti jednako opasan – to je tiha erozija bioloških procesa koji su milijunima godina funkcionirali bez greške, ističu iz Instituta.

Zbog toga je, naglašavaju, Vransko jezero više od lokalnog fenomena; ono je ogledalo globalnog procesa koji se već događa diljem svijeta, u obalnim jezerima, deltama, močvarama. Pitanje više nije hoće li se to dogoditi, već koliko brzo i koliko metana ćemo izgubiti iz tih prirodnih spremnika.

“Kad narušimo ravnotežu među mikrobima, narušavamo i sposobnost prirode da zadrži metan pod zemljom”, zaključuje Orlić.