Forskere nulstiller biologisk mangfoldighed i fattigmandsregnskov

Jorden under vores fødder er ikke så biologisk forskelligartet som forskere tidligere troede, ifølge et forskerhold, der inkluderer en Virginia Tech jordmikrobiel økolog.

Resterende DNA fra døde organismer - kendt som "relikvie -DNA" - har historisk set kastet en skruenøgle i skøn, får forskere til at overvurdere den mikrobielle mangfoldighed med hele 55 procent. At forstå mikrobiel mangfoldighed i jord er afgørende for at forstå, hvordan miljøprocesser som atmosfærisk nitrogenfiksering og klimaforandringer opstår.

Men et hold, der inkluderer Michael Strickland, en adjunkt i biologiske videnskaber ved College of Science, brugte en sekvenseringsteknik med høj kapacitet til at bestemme den nøjagtige sammensætning af 31 jordprøver fra forskellige klimaer og økosystemer.

Resultaterne blev offentliggjort i Naturmikrobiologi denne uge.

"Da vi begyndte at indse, at vores tal kunne være slukket, vi vidste, at vi var nødt til at finde en måde at se nærmere på, hvor mange arter der faktisk er der, sagde Strickland, som også er tilknyttet universitetets Global Change Center og Fralin Life Science Institute.

Information om populationer af mikrober i jord er vigtig, fordi disse organismer spiller kritiske roller i det terrestriske økosystem, og de hjælper med at opretholde jordens frugtbarhed.

Men det er svært at koble mikrobernes aktiviteter til jordprocesser. Forskere skal måle levende mikrober - en udfordrende opgave, fordi DNA fra døde mikrober kan forblive i jorden i årevis, tilsløring af analysen af ​​mikrobiel mangfoldighed.

"Denne forskning tyder på, at en betydelig del af de mikroorganismer, der påvises i jord ved hjælp af DNA -baserede teknikker, ikke længere lever, "sagde Ember Morrissey, en adjunkt i plante- og jordvidenskab ved West Virginia University, der ikke var involveret i forskningsprojektet. "Som en konsekvens heraf må vi muligvis bruge værktøjer, der adskiller det levende materiales genetiske materiale fra levneds -DNA'et fra døde mikrober for at forstå mikrobielle 'arters' indflydelse på vigtige økosystemprocesser."

Paul Carini, en mikrobiel økofysiolog ved University of Colorado Boulder og første forfatter til papiret, brugt PMA, et fotoreaktivt farvestof, der binder sig til relikvie -DNA, men ikke klæber godt til levende celler, at skelne levedygtige celler fra DNA -affald i jord.

"Regnskab for relikvie -DNA i vores analyser vil hjælpe os med at forstå jordens mikrobioms vigtige ebbe og strømning og hjælpe os med bedre at forstå, hvordan mikrober hjælper med at regulere jordens frugtbarhed og gøre jorden beboelig i et skiftende klima, sagde Carini.

Selvom jordens mikrobielle samfund viste sig at være mindre forskelligartede end tidligere antaget, de er stadig ret forskellige, ifølge Strickland. I et gram jord, tusinder af arter af mikrober lever, får Strickland til at betragte jord som "den fattiges mands regnskov".