Gödsel från nötkreatur som administrerats antibiotika förändrar drastiskt bakterie- och svampsammansättningen i omgivande jord, leder till dysfunktion i ekosystemet, enligt ett forskningsteam från Virginia Tech.

Teamet analyserade jordprover från 11 mjölkgårdar i USA, och fann att mängden antibiotikaresistenta gener var 200 gånger större i jord nära gödselhögar jämfört med jord som inte var det.

Vidare, mikrober med större antibiotikaresistens visade högre stressnivåer. Deras resultat publicerades den 29 mars i Proceedings of the Royal Society B .

"Utvecklingen av antibiotikaresistens kan vara en energisugare för en mikroorganism, och skulle förklara varför vi har sett högre stressnivåer. Vi måste fortsätta att undersöka denna möjliga länk, " sa huvudförfattaren Michael Strickland, en biträdande professor i biologiska vetenskaper vid College of Science och forskare vid Virginia Techs Global Change Center.

Mikrobiella samhällen i marken är viktiga för att upprätthålla ekosystemtjänster som klimatreglering, jordens bördighet, och livsmedelsproduktion. Störningar, exponering för antibiotika, kan ha markanta effekter på markmikrober och dessa tjänster.

Användningen av antibiotika på boskap i USA är ett växande problem, särskilt i fall då de används för att förebygga snarare än att specifikt behandla sjukdomar, enligt Carl Wepking från Lancaster, Wisconsin, en doktorand i biologiska vetenskaper vid College of Science och första författare på tidningen.

Wepking tillbringade en del av sin barndom på en nötkreatursfarm, och är bekant med de utmaningar som bönder står inför.

"Den växande mänskliga befolkningen och den växande globala medelklassen sätter press på bönder att producera fler animalieprodukter, sa Wepking, som också är en Interfaces of Global Change-stipendiat. "Dock, användningen av antibiotika för att öka produktionen kan negativt påverka ekosystemet och jordbruksmarken, för att inte tala om människors hälsa."

Dock, för deras nuvarande projekt, finansierat av USDA, Strickland och Wepking kommer att fokusera på antibiotikans inverkan på marksamhällen. Projektet har tre faser, varav undersökning av de 11 mjölkgårdarna var den första. Nästa steg blir att ta jordprover på Kentland Farm för att lösa gödsel från antibiotikaeffekter på markmikrober. Den tredje fasen kommer att innebära direkt applicering av antibiotika på marken i labbet.

"Medan konsekvenserna för människors hälsa av utbredd antibiotikaanvändning är välkända, Wepking et al. undersöka en annan potentiellt viktig påverkan – hur exponering för antibiotika formar markens mikrobiella gemenskap och dess funktion, sa Serita Frey, en professor i markmikrobiell ekologi vid University of New Hampshire. "Denna forskning visar att tillskott av antibiotika till marken (genom applicering av boskapsgödsel) har potential att förändra markfunktionen på viktiga sätt, särskilt när det gäller kolcykling."

Andra Virginia Tech-författare på tidningen inkluderar Brian Badgley, en biträdande professor i gröda- och markmiljövetenskap vid College of Agriculture and Life Sciences; Jeb Barrett, docent i biologiska vetenskaper vid College of Science; och Katharine Knowlton, professor i mejerivetenskap vid College of Agriculture and Life Sciences.