Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Hvordan ændringer i gamle jordmikrober kunne forudsige fremtiden for Arktis

Ph.d.-studerende Alireza Saidi-Mehrabad indsamler jordprøver fra arktisk permafrost i Yukon. Analyse af prøverne viste, at perioder med hurtige klimaændringer kan påvirke mikrobielle samfund i jorden, med ukendte, men potentielt udbredte konsekvenser. Kredit:University of Alberta

Mikrobielle samfund i arktisk permafrost ændrede sig drastisk i slutningen af ​​den sidste istid - og skiftet kan ske igen på grund af moderne klimaændringer, ifølge en ny undersøgelse fra University of Alberta-videnskabsmænd.

Forskerne sammenlignede de mikrobielle samfund fundet i permafrost dannet under den sidste istid, i slutningen af ​​den geologiske epoke kendt som Pleistocæn, med dem i begyndelsen af ​​den moderne æra, kendt som Holocæn.

"Vi fandt ud af, at både de mikrobielle samfund og de kemiske parametre er stabile inden for hver æra, indtil de krydser en tærskel, drevet af klimaændringerne, " forklarede undersøgelsens medforfatter Brian Lanoil, en lektor ved Det Naturvidenskabelige Fakultet.

"Efter den tærskel, der er et brat skifte til et nyt mikrobielt samfund og ny jordkemi. Vi hævder, at moderne klimaændringer kan føre til en lignende tilstandsovergang for jordbunden i arktiske økosystemer, med ukendte konsekvenser."

Forskerne antager, at denne ændring i jorden kan skabe en ny jordprofil, der er ugunstig for eksisterende mikrobielle samfund, med udbredte virkninger.

"Da jord er der, hvor planter vokser, og hvor næsten alt terrestrisk liv lever, dette kan have store konsekvenser for hele det arktiske økosystem, " forklarede Lanoil. "Vores arbejde viser, at dette skete før, og det er muligt, at dette kan ske igen som følge af de nuværende klimaændringer."

Jordmikrober er vigtige for mange økosystemfunktioner, og drastiske ændringer i mikrobesamfundet kan føre til mange ændringer i, hvordan disse jordarter fungerer. For eksempel, mikrober i det nuværende miljø er ansvarlige for behandling af kulstof og nitrogen, og en ændring i disse systemer kan have potentiale til at påvirke kulstof- og nitrogencyklusser i arktiske økosystemer.

Men Lanoil bemærkede, at yderligere forskning er nødvendig for bedre at forstå funktionen af ​​nye mikrobielle samfund, der dannes efter at have krydset tærsklen, og deres potentielle virkninger på det bredere økosystem.

"Vores resultater kan også forklare årsagen bag de modstridende resultater opnået fra felt- og laboratorieforsøg med jordopvarmning, " tilføjede Ph.D.-studerende Alireza Saidi-Mehrabad, hovedforfatter på undersøgelsen. "Denne forskel skyldes sandsynligvis, at feltbaserede undersøgelser involverer moderat opvarmning af jorden. I modsætning hertil, i laboratoriebaserede inkubationer, en lille mængde permafrost-optøning kan resultere i hurtig reaktion på øget temperatur, fører til store ændringer i både jordkemi og mikrobiel samfundsstruktur. "

Andre samarbejdspartnere om denne forskning omfatter Duane Froese, professor ved Det Naturvidenskabelige Fakultet og Canadas forskningsstol i Northern Environmental Change; Patrick Neuberger, tidligere kandidatstuderende i Lanoil-laboratoriet; og Morteza Hajihosseini, kandidatstuderende på U of A's School of Public Health.

Finansiering til forskningen blev leveret af Alberta Innovates Graduate Fellowship, ArcticNet, det naturvidenskabelige og tekniske forskningsråd i Canada, Northern Science Training Program, og U of A's Northern Research Award.

Studiet, "Permafrost mikrobiel samfundsstruktur ændrer sig på tværs af Pleistocæn-Holocæn grænsen, " blev offentliggjort i Grænser i miljøvidenskab .