Neopažen, a bistven za zdravje planeta

V zadnjih aprilski dneh ob Dnevu Zemlje nikakor ne manjka razprav in opozoril o okolju na našem planetu, od kislosti oceanov do onesnaženosti ozračja in grozečih podnebnih sprememb. A en bistveni dejavnik za zdravje našega planeta, Zemljin mikrobiom, brez katerega na našem planetu ne bi bilo ugodnih razmer za življenje, ostaja iz leta v leto zapostavljen.

Še več. Ne le, da ga ignoriramo, pač pa ga z našim sodobnim načinom življenja celo ogrožamo. Toda najprej, kaj je mikrobiom? Podobno, kot imamo v našem telesu človeški mikrobiom, na tisoče in milijone mikroorganizmov, ki skrbijo za presnovo in s tem za naše zdravje, ima tudi naš planet svoj mikrobiom, kvadrilijone kvadrilijonov mikroorganizmov, ki živijo v Zemljini skorji in vodotokih in ki podobno kot mikroorganizmi v človekovem telesu skrbijo, da naš planet oziroma njegovo površje ostaja v stanju, primernem za obstoj življenja. Podobno, kot človekov telesni mikrobiom ogroža naš sodobni način življenja, tudi Zemljin mikrobiom čedalje bolj ogrožajo dejavnosti, povezane z našim načinom življenja.

Ti številni mikroorganizmi, ki jih danes vse bolj in bolj ogrožamo, so v milijonih in celo milijardah let po nastanku našega planeta ustvarili primerne razmere, v katerih se je lahko pojavilo življenje in tudi človek.

V zgodnji dobi obstoja naš planet nikakor ni bil gostoljuben do življenja. V njegovi atmosferi ni bilo kisika, brez katerega ne moremo živeti, zdaj zloglasnega ogljikovega dioksida pa je bilo kar 98 odstotkov. Ozračje Zemlje se je postopoma spremenilo mešanico plinov, v zrak, ki ga lahko dihamo, prav po zaslugi mikrobov. Ti so pred skoraj štirimi milijardami let omogočili fotosintezo – proces, v katerem je bil v ozračju porabljen skoraj ves ogljikov dioksid in ustvarjen kisik, bistven za naš obstoj. V času, ko se je na Zemlji razvil človek, je bilo v njenem ozračju 21 odstotkov kisika in 0,03 odstotka ogljikovega dioksida.

Brez mikrobov, ki so omogočili fotosintezo, bi bila Zemlja skoraj tako vroča, kot je Venera, in brez zraka. Čeprav običajno pripisujemo zasluge in odgovornost za fotosintezo rastlinam, pa so za kar polovico vse globalne fotosinteze še vedno odgovorni mikrobi, predvsem mikrobi v oceanih. Večina se nas tega ni učila v šolski biologiji in še zdaj je vloga mikrobov v ustvarjanju razmer na našem planetu v šolskih učbenikih bolj ali manj zapostavljena.

Posegi v delo mikrobioma

Kar štiri milijarde let je trajalo, da je mikrobiom na našem planetu počasi spreobrnil razmerje med ogljikovim dioksidom in kisikom v za nas ugodno. A v zgolj 150 letih smo ljudje s svojimi dejavnostmi že spremenili to razmerje: delež ogljikovega dioksida v ozračju smo z 0,03 odstotka povišali na 0,04 odstotka. Ta sprememba se je zgodilo 2.700-krat hitreje, kot je potekala v minulih štirih milijardah let.

Znanstveniki, pa tudi drugi, ki se zavedajo, da naše dejavnosti čedalje bolj posegajo v procese, ki jih opravlja mikrobiom, so zaradi tega vpliva zaskrbljeni. Sprašujejo se, kako se bo na razne nenamerne pospeške številnih procesov, ki so bili prej v domeni le mikrobioma, odzval naš planet, pa tudi sam mikrobiom. Ne nazadnje mikrobi nimajo kakega posebnega interesa po ohranjanju statusa quo. Najboljše razmere za vsaj nekatere mikrobe so lahko zelo različne od razmer, ki so v prid človeškemu zdravju in dobremu počutju.

Dober primer tega so procesi v rudniku po rudarjenju. Ko prodremo v Zemljo globlje od plasti, v kateri obstaja prst in vegetacija, omogočimo kisiku dostop do premoga, ki vsebuje žveplo, ali do rud s kovinami. Prodor kisika v te plasti pod površjem prebudi in nahrani mikrobe, ki so bili do tedaj v stanju mirovanja. Ti oksidirajo depozite železa in žvepla, ki koeksistirajo v plasteh premoga in rudah. V tem procesu mikrobi proizvajajo kislino, ki se nato izluži v zemljo in preide tudi v vodotoke.

Običajno je teh mikrobov razmeroma malo, pred kisikom pa jih varuje vrhnja plast prsti in vegetacije. Ko je ta v procesu rudarjenja odstranjena, mikrobi, ki proizvajajo kisline, zacvetijo in se namnožijo. Onesnaženje s to kislino iz rudarjenja samo v ZDA ogroža vsaj 20 tisoč kilometrov vodotokov, za ukrepe proti temu onesnaženju pa vsak posamezni dan namenijo okoli milijon dolarjev. Če pride do procesa zakisljevanja, ga je zelo težko ustaviti in zahteva nenehno ukrepanje.

Mikrobiom je kakor goba

Karkoli počnemo, naj gre za rudarjenje, izgorevanje fosilnih goriv ali pa velike kmetijske projekte, vse se odraža v mikrobiomu. Ta je kakor goba, bi lahko rekli, saj na nek način vsrka vse, kar se dogaja okoli njega.

Znanstveniki danes šele začenjajo odkrivati, kako spreminjamo mikrobiom in večino procesov še vedno ne razumejo. Ne vemo, na primer, kako bodo spremembe v mikrobiomu vplivale na poljedelstvo in živinorejo, torej na produkcijo naše hrane. Ne vemo, kako bo segrevanje našega ozračja vplivalo na preživetje mikrobov, ki povzročajo infekcijske bolezni.

Šele zdaj se začenjamo zavedati tveganj, ki jih globalno segrevanje pomeni za permafrost. Kaj se bo ali se dogaja v permafrostu, ki je bil tisočletja zamrznjen, zdaj pa se taja? Kaj se bo v njem prebudilo in prišlo na plan? Bo to hrana za mikrobe, ki bodo še dodatno povečali emisije ogljikovega dioksida?

Razumevanje, kaj se dogaja z Zemljinim mikrobiomom, po mnenju številnih znanstvenikov pomeni podoben izziv, kot ga pomeni osvajanje Lune ali razvoj zdravila proti raku. Do nedavnega so imele vodilno vlogo v razkrivanju pomena planetarnega mikrobioma nekatere ameriške raziskovalne organizacije, zlasti Nacionalna fundacija za znanost. Toda zmanjšanje finančne podpore vladnim raziskovalnim organizacijam, še zlasti Nacionalnemu inštitutu za zdravje in omenjeni Nacionalni fundaciji za znanost, je precej skrčilo prav te raziskave.

Ob okrepljenih prizadevanjih za razumevanje procesov, ki so v ozadju podnebnih sprememb in procesov, ki jih bo spreminjanje podnebja potisnilo v ospredje, nikakor ne bi smeli zanemariti vlogo planetarnega bioma. Kot je imel odločilno vlogo v preteklosti pri ustvarjanju razmer, primernih za obstoj življenja, utegne imeti pomembno vlogo, pozitivno in negativno, tudi pri človekovem prilagajanju na podnebne razmere. A da bi ga lahko vpregli v našo korist, bi ga morali dobro poznati.