En forenklet måde at forudsige funktionen af ​​mikrobielle samfund

I områder, der ofte oversvømmes, mikrobielle samfund skal tilpasse sig gentagne våd-tør-cyklusser. Metaboliske strategier hjælper dem med at overleve, men disse strategier kan også påvirke næringsstofkredsløbet og atmosfæriske emissioner fra jord og sedimenter. Et internationalt hold af videnskabsmænd undersøgte jord fra rismarker for at forstå, hvordan mikrobielle samfund fungerer under oversvømmelser. Deres arbejde tyder på at analysere kulstof, som mikrober udvundet fra vand kan vise sig at være afgørende for at forstå og modellere disse vigtige samfund.

Hvordan mikrober fungerer i ofte oversvømmede jorder, har stor indflydelse på afgrødeproduktionen, dels fordi de kan levere næringsstoffer til planter og stabilisere eller frigive atmosfæriske emissioner fra jord. At forstå, hvordan mikrobielle samfund fungerer i jord – før, i løbet af, og efter oversvømmelser – kan hjælpe videnskabsmænd med bedre at modellere og fremme gavnlige ændringer i disse samfund.

For at forstå, hvordan mikrobiel aktivitet varierede som reaktion på oversvømmelser, forskere undersøgte tre typer organisk materiale, der almindeligvis findes i tre typer rismarker:tørret rishalm, forkullet ris halm, og kvæggødning. Holdmedlemmer kom fra SLAC National Accelerator Laboratory; Stanford University; Sveriges Landbrugsuniversitet; University of California, Riverside; og EMSL, det miljømolekylære laboratorium, en brugerfacilitet hos US Department of Energy Office of Science. Mens andre undersøgelser brugte en lignende tilgang til at se på godt beluftede, højlandsjord og simple kulstofforbindelser, eller enkelte mikroorganismer, ingen undersøgte den fulde kompleksitet af naturlige jord- og kulstofsubstrater under overgangen fra tørre til oversvømmede forhold. Holdet brugte EMSL's Fourier-transform ion cyclotron resonans massespektrometer til at analysere opløst kulstof og observerede derefter, hvordan mikrobiel funktion ændrede sig. Disse banebrydende eksperimenter gav overraskende resultater.

Ikke alene var forskere i stand til bedre at forstå, hvordan mikrober åndede og opnåede energi under oversvømmede forhold, men de opdagede, at et fokus på vand-ekstraherbart kulstof var tilstrækkeligt til at forudsige mikrobielle respirationshastigheder fra forskellige metaboliske strategier. Selvom mere dybdegående undersøgelser vil være vigtige for at afsløre underliggende funktioner, indsigten opnået fra denne undersøgelse giver videnskabsmænd en proxy til at begynde at modellere disse komplekse interaktioner.