Varmare jordar hyser en större mångfald av aktiva mikrober, enligt en ny studie från forskare vid Center for Microbiology and Environmental Systems Science (CeMESS) vid universitetet i Wien.
Studien, publicerad i Science Advances , representerar en betydande förändring i vår förståelse av hur mikrobiell aktivitet i marken påverkar den globala kolcykeln och möjliga återkopplingsmekanismer på klimatet. Hittills har forskare antagit att högre jordtemperaturer accelererar tillväxten av mikrober, vilket ökar utsläppet av kol i atmosfären.
Men denna ökade frisättning av kol orsakas faktiskt av aktiveringen av tidigare vilande bakterier.
"Jordar är jordens största reservoar av organiskt kol", säger Andreas Richter, huvudförfattare till studien och professor vid Center for Microbiology and Environmental Systems Science. Mikroorganismer dikterar tyst den globala kolcykeln, bryter ner detta organiska material och frigör därmed koldioxid.
När temperaturerna stiger – ett garanterat scenario under klimatförändringar – tros mikrobiella samhällen släppa ut mer koldioxid, vilket ytterligare accelererar klimatförändringarna i en process som kallas markens kol-klimatåterkoppling.
"Under årtionden har forskare antagit att detta svar drivs av ökade tillväxthastigheter av individuella mikrobiella taxa i ett varmare klimat", förklarar Richter. I den här studien besökte forskarna en subarktisk gräsmark på Island som har genomgått över ett halvt sekel av geotermisk uppvärmning, vilket resulterat i förhöjda jordtemperaturer jämfört med omgivande områden.
Genom att samla in jordkärnor och använda banbrytande isotopsonderingstekniker identifierade teamet aktiva bakteriella taxa, och jämförde deras tillväxthastigheter vid både omgivande och förhöjda temperaturer, varvid den senare var 6 °C högre.
"Vi såg att mer än 50 år av konsekvent markuppvärmning ökade mikrobiell tillväxt på samhällsnivå", säger Dennis Metze, Ph.D. student och huvudförfattare till studien. "Men anmärkningsvärt nog var tillväxthastigheten för mikrober i varmare jordar omöjlig att skilja från dem vid normala temperaturer." Den avgörande skillnaden låg i den bakteriella mångfalden:varmare jordar hyste en mer varierad uppsättning aktiva mikrobiella taxa.
"Att förstå komplexiteten i markmikrobiomets reaktion på klimatförändringar har varit en stor utmaning, vilket ofta har gjort det till en "svart låda" i klimatmodellering", tillägger Christina Kaiser, docent vid centrumet.
Detta nya fynd överskrider det traditionella fokuset på samhällelig aggregerad tillväxt, och sätter scenen för mer exakta förutsägelser av mikrobiellt beteende och dess följdeffekter på kolets kretslopp i det växande klimatscenariot. Insikterna från denna studie belyser de olika mikrobiella svaren på uppvärmning och är avgörande för att förutsäga markmikrobiomets inverkan på framtida koldynamik.
Mer information: Dennis Metze et al, Jordvärmning ökar antalet växande bakteriella taxa men inte deras tillväxthastighet, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adk6295. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk6295
Journalinformation: Vetenskapens framsteg
Tillhandahålls av universitetet i Wien
