Наука
Микробы из мерзлоты: древние бактерии Ямала защитят арктический картофель и озеленят города
Супербактерии из мерзлоты: зачем биологи ТюмГУ оживили древние бациллы Ямала
Пока на интернет-просторах периодически всплывают страшилки о «зомби-вирусах» из тающих ледников, тюменские ученые доказали, что у вечной мерзлоты есть и светлая сторона. Исследователи нашли в Арктике уникальные полезные бактерии, способные совершить прорыв в медицине и сельском хозяйстве. Древние и миролюбивые микроорганизмы обосновались на Ямале.
Время для чтения ~ 10 минут
Чего ждать от ямальских древних бактерий, в чем их главная особенность и почему их не стоит бояться, читайте в «Красном Севере».
Они спали на тридцатиметровой глубине
Эти микроскопические малыши пребывали в анабиозе около 40 тысяч лет, пока группа ученых ТюмГУ не добралась до них. Малая родина обнаруженных бактерий из семейства Bacillaceae находится под месторождением Дремучее, в Пуровском районе. Извлеченные из мерзлых скважин, с глубины в десятки метров, микроорганизмы оказались идеальными защитниками для северного урожая. Об этом «Красному Северу» рассказала микробиолог, аспирант Тюменского государственного университета Ольга Доманская.
По ее словам, история этого открытия началась на стыке 2009 и 2010 годов. Исследователи пробурили климатические скважины на месторождении Дремучее, примерно в 30-ти километрах от Тарко-Сале. Основные работы там велись в рамках масштабной программы фундаментального изучения климата и многолетнемерзлых пород. Но параллельно решили взять пробы на микроорганизмы с тем, чтобы «просто посмотреть» на биоразнообразие мерзлых отложений и, в итоге, полученные результаты превзошли все ожидания.
«Из скважины поднимали образцы грунта (керн) с шагом от 1,5 до 30 метров, из которых в лаборатории и удалось выделить жизнеспособные и устойчивые ко всему бациллы. По оценкам геологов, возраст найденных отложений составляет приблизительно около 40 тысяч лет. И в таком возрасте пребывали наши бактерии. Нам удалось обнаружить их жизнеспособными, несмотря на столь длительное время, проведенное ими под землей», — сообщила Ольга Доманская.
По словам ученой из Тюмени, выделенные на Ямале микроорганизмы относятся к семейству бациллацеа (Bacillaceae). Но поскольку классификация в микробиологии постоянно уточняется, название бактерий менялось. Изначально в рамках проекта их определили как род бациллюс (Bacillus), а затем переименовали в род приестия (Priestia).
В чем суперсила ямальских бацилл из вечной мерзлоты
Главная ценность поднятых на поверхность микроорганизмов в их невероятной устойчивости к экстремальным условиям. Ольга Доманская пояснила, что в целом бактерии этого семейства давно известны науке. Они активно применяются в медицине, и в сельском хозяйстве.
Если говорить подробнее о роде Priestia, то это палочковидные, грамположительные бактерии. Они способны образовывать эндоспоры. Некоторые штаммы могут стимулировать рост и повышать урожайность сельскохозяйственных культур — риса, пшеницы, кукурузы, картофеля. Кроме того, разновидность Priestia megaterium используют для производства витамина B12 (кобаламина) и полигидроксибутирата (PHB) — биополимера, который рассматривают как альтернативу нефтехимическим пластикам.
«Несмотря на изученность семейства, потенциал отдельных его видов до конца не раскрыт. Ямальские штаммы продемонстрировали совершенно новые свойства, которые каждый раз удивляют ученых», — добавила собеседница.
Главная фишка северных древних бацилл в том, что они психротолерантные или говоря обычным языком, устойчивые к холоду. Тогда как большинство существующих на рынке биопрепаратов созданы на основе теплолюбивых (мезофильных) бактерий, которые совершенно неэффективны при низких температурах.
Ямальские же бактерии не просто выживают при минус 20 градусах, они сохраняют пик своей биологической активности при температуре от 0 до +5 градусов. Именно в этом диапазоне активизируются опасные фитопатогены на полях. К примеру, грибковая инфекция «снежная плесень», которая пожирает посевы в опасные ранневесенние и позднеосенние периоды.
«Наши бактерии могут жить при низких температурах и выделять определенные биологически активные вещества, которые работают как естественные антибиотики против грибковых заболеваний растений, блокируя их рост и защищая будущие посевы. Тем самым в опасные весенние периоды они могут сохранять урожай», — объяснила исследователь.
От пробирки до городского озеленения
Ученые уже собрали экспериментальный биопрепарат из нескольких штаммов, получивший рабочее название «СинКон» (синтетический консорциум). Разработку успешно протестировали на озимой пшенице и картофеле. Более того, в 2026 году серия экспериментов прошла в Тюмени, в частности, в городском ландшафтном парке «Сады времени», где препарат применили для благоустройства и улучшения качества местных почв и растений.
В перспективе «СинКон» планируют запустить в серийное производство, причем возвращаться на Ямал за новыми бактериями для этих целей не обязательно. Исходная маточная культура надежно сохраняется во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) в Москве и в лаборатории ТюмГУ, откуда ученые могут ее пополнять.
Однако Ольга Доманская считает, что для расширения проекта и улучшения формулы препарата ученым все же стоит наведываться на Ямал за новыми образцами. Так как вечная мерзлота региона — это гигантское и еще не изученное до конца хранилище древней микрофлоры. И не исключено, что в новых скважинах можно обнаружить еще более интересные и полезные штаммы бактерий с уникальными механизмами защиты и стимуляции роста.
«Север он еще не весь изучен... Поэтому до сих пор эта тема сохраняет актуальность... А вдруг еще что-нибудь интересное найдем?» — с улыбкой делится планами Ольга Доманская.
Где бактерии из мерзлоты пригодятся на Ямале
Аспирант ТюмГУ уверена, что создаваемый биопрепарат идеально подходит для применения непосредственно в самом арктическом регионе. Несмотря на то, что в округе традиционное сельское хозяйство базируется на оленеводстве и рыболовстве, здесь есть большая практическая ниша для разработки тюменских ученых.
Например, для укрепления генофонда заполярного картофеля. Пшеница на Ямале не растет из-за суровых условий, однако картофель местные жители и предприятия потихоньку выращивают. Найденные в скважине бактерии адаптированы именно к северным температурам, поэтому препарат сможет повысить выживаемость местного картофеля в условиях рискованного земледелия.
Также, по мнению Ольги Доманской, польза может быть и для городского озеленения. Вопрос благоустройства, приживаемости растений и улучшения качества почв в северных городах стоит очень остро. Солнечных дней здесь мало… А поскольку бактерии активизируются при низких температурах (от 0 до +5 °C), они помогут укрепить корни декоративных культур и газонов в ямальских городах во время ранних осенних и поздних весенних заморозков.
Поэтому на перспективу ученые планируют провести полноценные испытания препарата в суровом климате округа. Вернуть, так сказать, бактерии на их историческую родину в виде готового лекарства для растений.
Проснутся ли древние болезни
На волнующий обывателей вопрос о том, не вызовет ли бурение и таяние вечной мерзлоты пробуждение древних смертельных вирусов, специалисты отвечают сдержанно и оптимистично. Исследовательница призывает не паниковать и смотреть на ситуацию с точки зрения науки. Ведь процессы «пробуждения» бактерий на Ямале уже идут, но никакой глобальной катастрофы они не несут. Микроорганизмы постепенно и органично включаются в уже существующий местный биоценоз — природную среду обитания. Окружающая среда адаптируется к ним, а они к ней.
«Мерзлота сейчас деградирует сама по себе, и этот процесс естественным образом включает древние микроорганизмы в существующий местный биоценоз, — развенчивает популярные интернет-страхи о «древнем биологическом оружии» из-под земли Ольга Доманская. — Да, в теории изо льда могут освободиться и опасные микроорганизмы. Но риск того, что они вызовут эпидемию, не выше вероятности подхватить какую-нибудь редчайшую современную болезнь. Не стоит думать, будто ученые откопают в Сибири какую-то «древнюю чуму», которая мгновенно разнесется по планете. Таяние мерзлоты и высвобождение бактерий — это естественные природные процессы, к которым окружающая среда давно привыкла».
В свою очередь, ученые ТюмГУ, напротив, перехватывают инициативу у природы. Вместо того чтобы ждать, пока мерзлота растает сама, они целенаправленно и безопасно извлекают эти супербактерии, чтобы поставить их уникальные защитные свойства на службу человеку.
