Hemmeligheden bag klimaforandringer ligger for vores fødder

Forskere ved University of Massachusetts Amherst opdagede for nylig, at landbrugsgræssens evne til at modstå tørke er direkte relateret til sundheden for det mikrobielle samfund, der lever på deres stængler, blade og frø.

"Mikrober gør enormt meget for græsset, der driver verdens landbrug, " siger Emily Bechtold, en kandidatstuderende i UMass Amhersts mikrobiologiafdeling og hovedforfatter af papiret, der for nylig blev offentliggjort i Anvendt og miljømæssig mikrobiologi . "De beskytter mod patogener, forsyne græsset med næringsstoffer som nitrogen, levere hormoner for at styrke plantens sundhed og vækst, beskytte mod UV-stråling og hjælpe græsset med at klare tørke." den øgede sværhedsgrad og lang levetid af klimaforandringer-drevne tørkeforhold over hele verden tærer på mikrobiomets evne til at trives.

Da 60 % af alt landbrug er græsrelateret – tænk på køerne, får og andre græssmassende husdyr, der leverer kød, mælk, ost, læder, uld og andre hæfteklammer - bakterierne, der lever på græs, berører alle aspekter af vores liv, fra hvad vi spiser til morgenmad til fødevaresikkerhed, økonomi og international udvikling.

Den nye forskning, som er den første af sin slags, fokuserer på to forskellige typer græs:Dem, der udgør størstedelen af ​​græsarealer i tempererede zoner, og dem, der dominerer i tropiske områder. "Målet med denne forskning, " siger Klaus Nüsslein, professor i mikrobiologi ved UMass Amherst, og avisens seniorforfatter, "er at være i stand til at styre samspillet mellem planter og de bakterier, de er vært for, for at understøtte et virkeligt bæredygtigt landbrug." Indtil nu, imidlertid, det var stort set ukendt, hvordan græs og dets mikrobiom støttede hinanden, og hvilke effekter tørke kan have på bakteriesamfundene.

Forskerne, hvis arbejde blev støttet af Lotta M. Crabtree Foundation og National Science Foundation, dyrkede deres tempererede og tropiske græsser i to forskellige drivhuse. Hvert drivhuss klima blev kontrolleret for at efterligne naturlige klimatiske forhold. Når græsset nåede modenhed, forskerne inddelte yderligere hver gruppe i tre undergrupper. Den første, kontrolgruppen, opretholdt optimale klimatiske forhold. En anden undergruppe fik ændret sit klima for at efterligne milde tørkeforhold, mens den tredje var udsat for alvorlige tørkeforhold. I løbet af en måned, forskerne talte, samlet, og sekventerede bakteriernes DNA på tværs af alle grupper af græs og sammenlignede resultaterne.

Det, de fandt, var, at når bakterierne viste tegn på tørke-induceret stress, det samme gjorde planterne. Som forventet, de tropiske græsser var bedre i stand til at modstå tørke end de tempererede græsser, men der var betydelige ændringer i mikrobiomer af alle græsserne under alvorlige tørkeforhold. Ikke kun var der færre totale bakterier, men de mikrobielle samfund blev mindre forskellige, og dermed mindre modstandsdygtig over for miljøbelastning. I nogle tilfælde, der var en stigning i antallet af bakterier, der kan vise sig at være skadelige for græs.

Imidlertid, der er håb. Nogle få potentielt gavnlige bakterier har vist sig at trives under milde tørkeforhold. Der skal laves mere forskning, men, siger Bechtold, deres forskning tyder på, at planer om aktivt at støtte og biobefrugte med disse gavnlige bakterier kan være nøglen til at klare de tørkeforhold, der kun vil blive mere udbredt i en æra med global opvarmning.