Forskere forbinder den nuværende blanding af jordbakterier med klimaforholdene for 50 år siden

Forskere forventer, at klimaændringer påvirker den geografiske fordeling af mikrober i jorden, men få undersøgelser har gravet dybt ind i det forhold. En undersøgelse offentliggjort i denne uge i mSystemer tyder på, at forbindelsen kan trække hen over årtier. Efter sekvensering af jordprøver fra Nordamerika og det tibetanske plateau, og sammenligne dem med historiske klimaregistre, et internationalt forskerteam fandt ud af, at nutidens blanding af jordbakterier er stærkt påvirket af klimaet for 50 år siden.

"Det tidligere klima kan bedre forudsige bakteriedistribution end dagens klima, "siger biostatistiker Katherine Pollard, seniorforfatter af undersøgelsen og direktør for Gladstone Institute of Data Science &Biotechnology i San Francisco, Californien.

Tidligere undersøgelser har vist en forsinkelse i planter og dyr, hvor organismer tager år eller årtier at tilpasse sig det ændrede klima, men denne undersøgelse er den første til at vise en sådan arvseffekt for jordbaserede prokaryoter.

"Vi fandt disse overraskende lange halter i, hvordan fordelingen af ​​mikrober reagerer på ændringer i klimaet og miljøet, "siger mikrobiel økolog og studieleder Joshua Ladau, der arbejdede på undersøgelsen, mens han var på Gladstone.

Forudsat at forholdet mellem klima og jordmikrober ikke ændrer sig, han siger, den kan bruges til at forudsige fremtiden. "Hvis klimaforandringerne stoppede i dag, hvad ville der ske med den mikrobielle distribution, hvis den har tid til at indhente? "spørger Ladau." Hvad har vi allerede tilmeldt os? "

At finde ud af, han og hans samarbejdspartnere designede en statistisk model baseret på det forhold, de observerede og tilsluttede de nuværende klimaforhold. Modellen forudsiger, at efterhånden som jordmikrober tilpasser sig nutidens klima i løbet af de næste årtier, deres mangfoldighed vil stige i løbet af det næste halve århundrede på det meste af det tibetanske plateau og det nordlige Nordamerika.

Disse fund, siger Ladau, er forbundet med tanken om udryddelsesgæld, som er blevet bredt undersøgt i makroorganismer som planter og dyr, men ikke i mikrobielle systemer. "Udryddelsesgæld" beskriver et scenario, hvor en organisme lever et sted, hvor den ikke længere kan vedvare, men det kan tage år eller årtier at forsvinde.

Undersøgelsen begyndte ikke med fokus på klimaændringer. Mikrobiolog Haiyan Chu, seniorforfatter på undersøgelsen, sammen med sin kandidatstuderende Yu Shi, både ved det kinesiske videnskabsakademis institut for jordvidenskab i Nanjing, havde sekvenseret 180 jordprøver fra 60 steder på det tibetanske plateau. De nåede ud til Pollard, i Gladstone, at arbejde med en beskrivende analyse af mikroberne fra forskellige dele af regionen. Ladau, derefter en postdoktor i Pollards laboratorium, blev nysgerrig efter klimaforbindelsen til disse prøver, og analyserede globale kort over klimaposter, der går tilbage til 1950. Forskerne indhentede nordamerikanske prøver til sammenligning.

Forskerne har en lignende tilgang til andre mikrobielle samfund, herunder marine mikroorganismer. Ladau siger, at han også gerne vil se på jordprøver og klimaregistre fra længere tilbage i tiden for at se

"Hvor langt tilbage kan vi skubbe disse ting?" han spørger. "Årtier? Hundredvis af år? Millioner?"