Forskare upptäcker konstiga mikrober på en ny ö som dykte upp och sedan försvann

För några år sedan bildades en ny ö i Stilla Havet, som senare försvann. Detta korta framträdande var emellertid av grundläggande betydelse för vetenskapen: låt oss se varför.

Ett vulkanutbrott skapade ön Hunga Tonga

ESA / Copernicus Sentinel-2 L2A/Wikimedia commons - CC BY-SA 3.0 igo

Efter ett vulkanutbrott i Stilla Havet år 2015 bildades en ny ö, Hunga Tonga. Denna "uppenbarelse" öppnade många dörrar för biologer, geologer, vulkanister och ekologer för att studera ekosystemet, dess födelse och utveckling, och erbjöd en unik möjlighet för experter att undersöka dess aspekter på djupet. I själva verket var det som om en ny mikroplanet  hade skapats och som sådan fanns inga livsformer i ursprungsfas. Att kunna studera utvecklingen av de första mikroberna och, därefter, av flora och fauna var en nästan omöjlig uppgift.

Men ön erbjöd inte mycket tid för forskare att studera: i början av 2022 satte ett nytt vulkanutbrott slut på dess existens och förstörde den fullständigt. Under de sju åren av dess liv lyckades den dock ge en del värdefull information som gjorde det möjligt för forskare att genomföra intressanta studier.

I en av dessa visade ett team från University of Colorado, USA, mot alla odds, närvaron av en koloni mikrober på Hunga Tonga, som kan metabolisera atmosfäriska gaser och svavel, som mikroorganismer som förökar sig i livsmiljöer, som varma källor eller hydrotermiska källor, det vill säga i djupt vatten.

De mystiska mikroberna som fanns på den nybildade ön i södra Stilla Havet

Tonga Geological Services/Wikimedia commons - CC BY 3.0 DEED

Nick Dragone, en mikrobiell ekolog på University of Colorado, sa: "Vi såg inte det vi förväntade oss att se. Vi trodde att vi såg organismer som man kan hitta när en glaciär drar sig tillbaka, eller cyanobakterier, arter som är mer typiska för tidiga kolonisatörer, men istället hittade vi en grupp unika bakterier som metaboliserar svavel och atmosfäriska gaser.". 

Forskarteamet undersökte 32 prover som samlades in från olika terränger på ön, med start från kustområdet upp till toppen av kratern, cirka 120 meter över havet. Genom att extrahera och sekvensera DNA fann de närvaron av bakterier och arkéer i alla prover som de tog från vulkanens kon.

Även om vegetationen utvecklades ganska snabbt på ön, nästan säkert tack vare fröna i fågelavföring, vände forskarna uppmärksamheten mot områden utan växter. Bakterierna som hittats i jorden borde ha tillhört havet eller fågelavföring, men så var det inte: enligt forskarna kunde deras ursprung spåras tillbaka till jordens djup.

Dragone förklarar: "En av anledningarna till att vi tror att dessa mikrober är unika är på grund av egenskaperna som är förknippade med vulkanutbrott: massor av svavel- och vätesulfidgas, vilket sannolikt driver de unika taxa vi hittade. Mikroberna är väldigt lika de som finns i hydrotermiska källor, varma källor som de i Yellowstone och i andra vulkaniska system. Vår bästa gissning är att dessa mikrober kommer från den typen av källor.".

Vulkanutbrottet i Hunga Tonga: konsekvenser för stratosfären

NZ Defence Force/Wikimedia commons - CC BY 4.0

"Dessa typer av vulkanutbrott förekommer över hela världen, men de producerar vanligtvis inte öar. Vi hade en otroligt unik möjlighet. Ingen har någonsin tidigare utförligt studerat mikroorganismerna på den här typen av ösystem i ett så initialt skede." säger Dragone.

Under det senaste ett och ett halvt århundrade är detta den tredje ön som bildats under en kort tid och den första som ligger i tropikerna. Men i de andra fallen fokuserade forskarna mer på närvaron av växter och djur snarare än observation av mikrober. I fallet med Hunga Tonga var detta dock möjligt, innan ön förstördes i det massiva vulkanutbrottet på 2000-talet, och registrerade den högsta ångplymen i historien.

"Naturligtvis är vi besvikna över att ön har försvunnit, men nu har vi många förutsägelser om vad som kommer hända när nya öar bildas" säger han och drar slutsatsen att under de närmaste tillfällena kommer datainsamlingen bli mer omfattande.

Försvinnandet av Hunga Tonga, som inträffade den 15 januari 2022, utlöste en chockvåg som kändes över hela planeten, vilket ledde till en tsunami i Fiji, Japan, Chile, Nya Zeeland, Peru och USA. Enligt en annan studie, från Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) och University of Maryland, åstadkom den också en förändring i stratosfärens kemi nio månader efter utbrottet, vilket ledde till en aldrig tidigare registrerad förlust av ozon, som har närmat sig till 7% de stora områdena på södra halvklotet.

Att producera dessa förändringar skulle ha varit den otroliga mängd vattenvärme som släpptes ut i atmosfären genom utbrottet av undervattensvulkanen, som David Wilmouth hävdar, SEAS-forskare och huvudförfattare till studien. En del av materialet nådde till och med den nedre mesosfären, mer än 48 km över Jordens yta: en rekordhöjd och utan motstycke för vulkanutbrott.

Detta innebär att kommande vulkaniska händelser, även om de kan leda till nya formationer och relaterade studier, kan få ännu värre konsekvenser än dessa.