Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Undervurderede mikrober får nu æren for at holde to job nede i jorden

Sammen med omdannelsen og kredsløbet af kulstofforbindelser produceret ved plantefotosyntese, jordens "mikrobielle kulstofpumpe" flytter kulstof afledt af mikrobiel syntese til jorden, hvor det kan blive stabiliseret af "entombing-effekten". Yin-yang symbolet repræsenterer, hvordan den mikrobielle kulstofpumpe drives af de modsvarende aktiviteter af forskellige mikrobielle funktionelle grupper, der tilsammen driver bevægelsen af ​​kulstof fra vegetation til jord. Kredit:US Department of Energy

I jord, bakterier og andre mikrober er velkendte for deres evne til at nedbryde organiske materialer, frigivelse af kulstof til atmosfæren. Mindre forstået er, hvordan mikrober tilføjer vedvarende kulstofforbindelser til jorden. Forskere gennemgik begge roller via konceptet om en "mikrobiel kulstofpumpe." Pumpen er foreslået som en mekanisme til at integrere, hvordan mikrobers kontrasterende nedbrydnings- og synteseaktiviteter - koblet med "begravelsen" af mikrobielle rester - påvirker kulstofniveauet i jorden.

Anmeldelsen giver et nyt syn på de dobbelte roller, mikrober spiller i at skabe og vedligeholde sund jord. Detaljer om mikrobielle funktioner i jord er afgørende for at forbedre beregningsmodeller. De er også afgørende for at informere nationale og globale diskussioner om jordens bæredygtighed og sårbarhed. Jordsundhed påvirker afgrødevækst, økosystemtjenester, og klima.

Den dynamiske balance mellem input versus nedbrydning af organiske materialer regulerer kulstofkredsløbet i jorden. Mikrober er bredt undersøgt som vigtige formidlere af nedbrydning, især gennem virkningerne af deres ekstracellulære enzymer. Mindre undersøgt er virkningen af ​​mikrobiel vækst og død på skabelsen af ​​kulstofforbindelser i jorden. Fordi den levende biomasse af mikrober i jorden er lille, mikrobielle bidrag til dannelsen af ​​kulstofforbindelser i jorden er blevet undervurderet. Men mikrobernes hurtige livscyklus kan producere store mængder organiske rester over tid. Selvom mikrobielle rester i sig selv kan være lette at nedbryde, nyere undersøgelser tyder på, at en betydelig del kan stabiliseres i jord ved intime fysiske og kemiske associationer med jordmineraler.

Forskere gennemgik de kontrasterende metaboliske roller, som mikrober spiller i kredsløbet af kulstofforbindelser i jorden (dvs. katabolisk nedbrydning og anabolsk dannelse). Konceptet med en jord "mikrobiel kulstofpumpe" er lånt fra marin litteratur og koblet med "entombing effect" (stabilisering af mikrobielle rester via interaktioner med jordmineraler) for at skabe en ramme for at stimulere og vejlede nye forskningsindsatser rettet mod rollen som mikrobiel syntese og omsætning i dannelsen af ​​persistente kulstofforbindelser i jord.


Varme artikler