Forskare förväntar sig att klimatförändringar påverkar den geografiska fördelningen av mikrober i jorden, men få studier har grävt djupt in i det förhållandet. En studie publicerad den här veckan i mSystems föreslår att anslutningen kan dra över årtionden. Efter sekvensering av jordprover från Nordamerika och den tibetanska platån, och jämför dem med historiska klimatrekord, ett internationellt team av forskare fann att dagens blandning av markbakterier påverkas starkt av klimatet för 50 år sedan.

"Det tidigare klimatet kan bättre förutsäga bakteriedistribution än dagens klimat, "säger biostatistiker Katherine Pollard, senior författare till studien och direktör för Gladstone Institute of Data Science &Biotechnology i San Francisco, Kalifornien.

Tidigare studier har visat en eftersläpning hos växter och djur, där organismer tar år eller decennier att anpassa sig till det förändrade klimatet, men denna studie är den första som visar en sådan arvseffekt för markbaserade prokaryoter.

"Vi fann dessa förvånansvärt långa eftersläpningar i hur fördelningen av mikrober reagerar på förändringar i klimatet och miljön, "säger mikrobiell ekolog och studieledare Joshua Ladau, som arbetade med studien på Gladstone.

Om vi ​​antar att förhållandet mellan klimat och jordmikrober inte förändras, han säger, den kan användas för att förutsäga framtiden. "Om klimatförändringarna skulle upphöra idag, vad skulle hända med den mikrobiella distributionen om den hinner komma ikapp? "frågar Ladau." Vad har vi redan anmält oss till? "

Att få reda på, han och hans medarbetare utformade en statistisk modell som byggde på förhållandet de observerade och kopplade till de nuvarande klimatförhållandena. Modellen förutspår att när markmikrober anpassar sig till dagens klimat under de närmaste decennierna, deras mångfald kommer att öka under det närmaste halvseklet över större delen av den tibetanska platån och norra Nordamerika.

Dessa fynd, säger Ladau, är kopplade till idén om utrotning av skulder, som har studerats mycket i makroorganismer som växter och djur, men inte i mikrobiella system. "Utrotningsskuld" beskriver ett scenario där en organism bor på en plats där den inte längre kan bestå, men det kan ta år eller decennier att försvinna.

Studien började inte med fokus på klimatförändringar. Mikrobiolog Haiyan Chu, senior författare på studien, tillsammans med sin doktorand Yu Shi, både vid Chinese Academy of Science Institute of Soil Science i Nanjing, hade sekvenserat 180 jordprov från 60 platser på den tibetanska platån. De sträckte sig till Pollard, i Gladstone, att arbeta med en beskrivande analys av mikroberna från olika delar av regionen. Ladau, sedan en postdoktor i Pollards laboratorium, blev nyfiken på klimatanslutningen till dessa prover, och analyserade globala kartor över klimatrekord från 1950. Forskarna skaffade nordamerikanska prover för jämförelse.

Forskarna har en liknande inställning till andra mikrobiella samhällen, inklusive marina mikroorganismer. Ladau säger att han också skulle vilja titta på jordprover och klimatrekord från längre tillbaka i tiden för att se

"Hur långt tillbaka kan vi driva dessa saker?" han frågar. "Årtionden? Hundratals år? Miljoner?"