Forskare vid Lunds universitet i Sverige har uppfunnit nya system för att studera mikroorganismernas liv i marken. Utan att gräva, forskarna kan använda mikrochips för att se och analysera en osynlig värld som är fylld av fler arter än något annat ekosystem.

I en sked jord finns det fler mikroorganismer (svampar och bakterier) än det finns människor på jorden. På samma gång, det är också en osynlig värld som ofta är svår och ogenomtränglig för forskare. Edith Hammer, biträdande universitetslektor, Biologiska institutionen i Lund, säger, "Våra jordflis kan revolutionera hur vi studerar mikrobiologiska processer i marken. Slutligen, vi kan följa vad som faktiskt händer nere på marken under ett mikroskop i realtid."

Under en lång tid, experiment med petriskålar och riktig jord har varit det traditionella sättet att utforska livet i marken. Forskarna har nu skapat modeller av markstrukturer och ekosystem i mikrochips för att studera livet i jordens labyrintsystem – system som de nu kan bygga i samma skala som mikroorganismerna själva.

Med hjälp av en teknik som kallas mikrofluidik, forskarna kan ta fram relativt realistiska jordmodeller. Modellerna är gjorda av en silikonpolymer och simulerar jordens struktur med komponenter av organiskt och oorganiskt material, labyrintliknande gångar, vatten och ojämnt fördelade näringsämnen som mikroorganismerna livnär sig på.

"Våra system är transparenta – det är förmodligen det som fascinerar människor mest. Det gör att vi kan titta direkt på alla processer och beteenden i marken. Vi ser hur mikroorganismerna rör sig, leta efter mat, välja vart de ska och hur de konkurrerar med varandra, men också samarbeta, säger Edith Hammer.

"Mikroorganismerna är ekosystemingenjörer. Vi ser hur de förändrar sin miljö genom att skapa eller blockera passager med sina celler. Bakterierna i marktunnelsystemet måste kämpa hårt mot vattnets krafter för att överhuvudtaget kunna röra sig, " hon säger.

Forskarna är övertygade om att metoden kommer att öka kunskapen om strukturerna i marken och betydelsen av de organismer som lever där. Så småningom, detta kommer att leda till bättre rekommendationer för hur man använder marken på ett hållbart sätt som bevarar markens funktioner.

De nya mikrochipsen har utvecklats i samarbete mellan biologer och ingenjörer vid naturvetenskapliga och tekniska fakulteterna i Lund, tillsammans med sina kollegor i Amsterdam.