Hvorfor små mikrober kan være en stor faktor i, hvordan klimaforandringer udspiller sig

Klimaændringer handler om store ting:smeltning af iskapper, stigende hav, planetens febertemperatur.

Men forskere siger, at det også handler om små ting - nemlig mikrober.

Overalt ser du på Jorden, du finder disse encellede organismer, der lever. Og i processen, de producerer og forbruger drivhusgasser, herunder kuldioxid, metan og lattergas, hjælper med at kontrollere koncentrationen af ​​disse planetopvarmende stoffer i atmosfæren. I fællesskab, de spiller en enorm rolle i reguleringen af ​​klimaet.

De er også limen, der holder økosystemer sammen. De danner ofte grundlaget for fødevarenettet og udfører kritiske opgaver, såsom nedbrydning af organisk stof, genbrug af næringsstoffer og fotosyntese.

Som alle livsformer, mikrober vil mærke virkningerne af klimaændringer. Den måde, de reagerer på, kan have enorme konsekvenser for os andre. For eksempel, mikrober hjælper med at afgøre, om naturlige kilder til drivhusgasser stiger eller falder i en opvarmende verden. Og de er nøglen til økologisk modstandsdygtighed over for miljøbelastning.

Derfor udsendte en gruppe forskere en konsensuserklæring, der opfordrede til mere forskning om emnet i denne uges nummer af Naturanmeldelser Mikrobiologi . Beklageligt, de kaldte det "Videnskabsmænds advarsel til menneskeheden."

Los Angeles Times talte med Victoria Orphan, en mikrobiel økolog hos Caltech, der hjalp med at skrive erklæringen, om hvorfor vi ikke bør overse mikrober.

Q:Bare så vi alle er på samme side, hvad er mikrober?

A:De har en celle, Per definition. Det meste kan du ikke se med dit blotte øje. Men så små som de er, de er utroligt kraftfulde med hensyn til de typer kemi, de kan.

Q:Hvor bor de?

A:Overalt. I bund og grund, ethvert sted, som vi ville betragte som beboeligt for os, vi finder mikrober. Og på steder, som vi ville betragte som ekstreme for multicellulært liv, vi finder også mikrober. De er virkelig mestre for at kolonisere alle mulige beboelige rum på planeten.

Q:Og hvad har mikrober at gøre med klimaforandringer?

A:Mange mikrober i havet fotosyntetiserer ligesom planter. De er ansvarlige for at generere halvdelen af ​​iltet i vores atmosfære. På samme tid, de trækker også kuldioxid fra atmosfæren ud i havet og gør det til biomasse. Så de spiller en enorm rolle som en vask til kuldioxid, for eksempel.

Sp:Metan er en anden vigtig drivhusgas. Hvad med det?

A:Metan er stort set cyklet af mikrober. Vi studerer en bestemt proces, hvor to mikroorganismer samarbejder om at udføre denne virkelig udfordrende kemi for oxiderende metan med sulfat. Og de gør dette meget effektivt. Vi kender ikke tallene nøjagtigt, men de øvre skøn er, at 80% af metanen i havsedimenter forbruges af dette team af mikroorganismer, før den når atmosfæren.

Sp:Så, hvis disse mikrober ikke arbejdede sammen, meget mere metan ville komme ind i atmosfæren?

A:Det er rigtigt. Vi er bekymrede over, at der er megen diskussion om ting som dybhavsminedrift af naturressourcer. Vi ved så lidt om disse dybhavsområder. Hvis vi begynder at ødelægge dem, dette kan forstyrre systemet og gøre disse vigtige biologiske filtre mindre effektive.

Q:Er mikrober blevet overset i, hvordan vi tænker om klimavidenskab?

Det afhænger af, hvem du spørger. Nogle forskere er meget bevidste om mikrobernes betydning. Men vi er nødt til at få ordet til alle andre, at dette er virkelig kritisk.

Dette er ikke kun i det dybe hav, hvor jeg udfører det meste af mit arbejde, men i hvert eneste habitat. Mikroorganismer bestemmer dybest set, hvor meget drivhusgasser der udsendes fra disse økosystemer, enten som kilder eller som forbrugere af disse gasser.

Sp .:Kan du give et eksempel på, hvordan mikrobernes reaktion på klimaændringer kan forstærke problemet?

A:En velkendt smelter permafrost. I bund og grund, du tager kulstofrige frosne sedimenter, og du optøer dem. Mikroorganismer nyder dette organiske kulstof, og som et slutprodukt af deres metabolisme, de producerer ting som metan. Det er som at tage en frossen middag ud af fryseren og optø den - nu er den blevet spiselig.

Der er enorme mængder kulstof i permafrost, der er blevet opbevaret i mange tusinde år, hvis ikke længere. Men pludselig bliver det gjort tilgængeligt på én gang. Det er ikke kun det faktum, at denne proces er i gang, det er også den hastighed, der så kan kaste systemer ud af balance.

Sp:Er der måder, mikrober kan hjælpe på?

A:Jeg synes, der er et stort spændende potentiale for at konstruere mikrober. Men for at anvende dette på en effektiv måde, vi har virkelig brug for at forstå deres fulde indvirkning på økosystemer, og hvordan de reagerer.

Min kollega Frances Arnold er en slags mester for at lave instrueret evolution og lave alle mulige meget interessante produkter og ting, som vi aldrig kunne have drømt om, at en mikrobe kunne gøre.

Sp .:Hvad er et eksempel på, hvordan mikrober kan hjælpe klimaet?

A:Køer er en kæmpe producent af metan. At metan produceres i deres rumen ved gæring af græs eller majs. Og denne vomme er som et lille økosystem-ligesom at studere dybhavssedimenter. Så der kan være måder, hvorpå vi bedre kan forstå, hvordan mikroorganismer arbejder sammen for at forsøge enten at minimere metanproduktionen fra starten, eller prøv at oxidere den metan, før den hæver ud af koen.

Q:I konsensuserklæringen, du advarer om, at "virkningen af ​​klimaændringer vil i høj grad afhænge af reaktioner fra mikroorganismer." Hvad vil du have, at folk skal gøre med den viden?

A:Jeg vil gerne have, at de ikke kun har en påskønnelse af, at mikrober grundlæggende styrer planeten, og vi er bare, du ved, slags besøg, men også at værdsætte og forstå betydningen af ​​at lægge kræfter i at undersøge dette. Vi begynder at komme på den bane, men der skal stadig være større bevidsthed om dens betydning.

Sp .:Er der andet, du vil have, vi skal vide?

A:Folk har gennemgået denne radikale ændring fra at tro, at mikroorganismer var farlige bakterier til at omfavne mikrobiomet. Det er virkelig vidunderligt, fordi folk virkelig bekymrer sig om deres velbefindende og sundhed. Hvordan oversætter vi den spænding og undren til den naturlige verden omkring os? Jeg tror, ​​det er den store udfordring.

© 2019 Los Angeles Times
Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.