Global opvarmning viste sig at øge mangfoldigheden af ​​aktive jordbakterier

Varmere jorde rummer en større mangfoldighed af aktive mikrober, ifølge en ny undersøgelse fra forskere ved Center for Microbiology and Environmental Systems Science (CeMESS) ved Universitetet i Wien.

Undersøgelsen, offentliggjort i Science Advances , repræsenterer et væsentligt skift i vores forståelse af, hvordan mikrobiel aktivitet i jorden påvirker det globale kulstofkredsløb og mulige feedbackmekanismer på klimaet. Indtil nu har forskere antaget, at højere jordtemperaturer accelererer væksten af ​​mikrober og dermed øger frigivelsen af ​​kulstof til atmosfæren.

Men denne øgede frigivelse af kulstof er faktisk forårsaget af aktiveringen af ​​tidligere sovende bakterier.

"Jord er Jordens største reservoir af organisk kulstof," siger Andreas Richter, hovedforfatter af undersøgelsen og professor ved Center for Mikrobiologi og Miljøsystemvidenskab. Mikroorganismer dikterer lydløst det globale kulstofkredsløb, nedbryder dette organiske stof og frigiver derved kuldioxid.

Efterhånden som temperaturerne stiger - et garanteret scenarie under klimaændringer - menes mikrobielle samfund at udsende mere kuldioxid, hvilket yderligere accelererer klimaændringerne i en proces kendt som jordkulstof-klimafeedback.

"I årtier har forskere antaget, at denne reaktion er drevet af øgede vækstrater for individuelle mikrobielle taxaer i et varmere klima," forklarer Richter. I denne undersøgelse besøgte forskerne et subarktisk græsareal i Island, der har gennemgået over et halvt århundredes geotermisk opvarmning, hvilket har resulteret i forhøjede jordtemperaturer sammenlignet med de omkringliggende områder.

Ved at indsamle jordkerner og bruge banebrydende isotop-probing-teknikker identificerede holdet aktive bakterielle taxaer ved at sammenligne deres væksthastigheder ved både omgivende og forhøjede temperaturer, hvor sidstnævnte var 6 °C højere.

"Vi så, at mere end 50 års konsekvent jordopvarmning øgede mikrobiel vækst på samfundsniveau," siger Dennis Metze, Ph.D. studerende og hovedforfatter til undersøgelsen. "Men bemærkelsesværdigt var mikrobernes væksthastigheder i varmere jordarter ikke til at skelne fra dem ved normale temperaturer." Den afgørende forskel lå i bakteriediversiteten:Varmere jorde rummede en mere varieret række af aktive mikrobielle taxa.

Forudsigelse af jordens mikrobielle aktiviteter i et fremtidigt klima

"Det har været en betydelig udfordring at forstå kompleksiteten af ​​jordmikrobiomets reaktion på klimaændringer, og det har ofte gjort det til en 'sort boks' i klimamodellering," tilføjer Christina Kaiser, lektor ved Centret.

Denne nye opdagelse overskrider det traditionelle fokus på samfunds-aggregeret vækst, og sætter scenen for mere præcise forudsigelser af mikrobiel adfærd og dens deraf følgende virkninger på kulstofkredsløbet i det udviklende klimascenarie. Indsigten opnået fra denne undersøgelse belyser de forskellige mikrobielle reaktioner på opvarmning og er afgørende for at forudsige jordmikrobiomets indvirkning på fremtidens kulstofdynamik.

Flere oplysninger: Dennis Metze et al., Jordopvarmning øger antallet af voksende bakterielle taxa, men ikke deres væksthastigheder, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adk6295. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk6295

Journaloplysninger: Videnskabelige fremskridt

Leveret af Universitetet i Wien