Badania naukowe rzucają nowe światło na złożoną rolę drobnoustrojów glebowych w oddziaływaniu na ekosystemy, poziomy węgla w atmosferze i klimat.
LONDYN, 28 Marzec, 2017 - Naukowcy klimatyczni, zaskoczeni ruchem węgla między glebą a powietrzem, mogą zastanowić się bardziej nad rolą drobnoustrojów glebowych - najmniejszych mieszkańców planety.
Jeden zespół badawczy właśnie odkrył, że drobnoustroje glebowe mogą faktycznie rozjaśnić kolor suchych gleb lądowych odbij więcej światła i odbij więcej energii promieniowania z powrotem w przestrzeń kosmiczną.
Inny ma zidentyfikował nieoczekiwane źródło węgla atmosferycznego: 17% węgla glebowego, który dostaje się do atmosfery z obszaru zalewowego, ma swoje źródło wśród mikroorganizmów na głębokościach przekraczających dwa metry.
I zidentyfikowała się trzecia grupa bakterie glebowe, które mogą pomóc roślinom przetrwać suszęi zwiększyć plony na terenach suchych, takich jak Arizona, Izrael i Dolina Nilu.
Gatunek drobnoustrojów glebowych
Zasadniczo wszystkie trzy badania są raportami z nowej granicy. Prawie najmniej znany ekosystem na naszej planecie to ten pod naszymi stopami: mała szczypta gleby jest domem dla setek gatunków drobnoustrojów, a liczby w każdej szczypcie można policzyć w miliardach.
To, co te istoty robią i jak one ze sobą współdziałają, jest wciąż zagadką do złożenia.
Tak więc we wszystkich przypadkach badania są niekompletne. Ale każde badanie reprezentuje nowy aspekt złożoności interakcji między roślinami kwitnącymi, atmosferą i podłożem skalnym, a we wszystkich tych interakcjach pośredniczą mikroby.
Drylands pokrywają 40% powierzchni lądu planety. Te suche strefy mogą wyglądać na martwe, ale skóra pustyni żyje dzięki mieszance mchów, porostów i cyjanobakteria które tworzą biologiczną skorupę glebową lub biologiczną.
Naukowcy z US Geological Survey piszą w czasopiśmie Scientific Reports że zmierzyli kwadraty tych biokorup na Płaskowyżu Kolorado i przetestowali je przy różnych poziomach ciepła i opadów.
Monitorowali reakcje biokorup, a także obliczyli, ile energii słonecznej odbili z powrotem do atmosfery.
Klimatolodzy nazywają to efekt albedo, i odgrywa ważną rolę w modelach klimatycznych.
Mieszanka więcej ciepła i więcej wody przekształciło ciemne powierzchnie w lekkie gleby z szybkościami, które mogą wystarczyć do spowolnienia tempa globalnego ocieplenia.
„Informacje te są ważnym krokiem w zrozumieniu klimatu i mogą być pomocne w opracowywaniu przyszłych modeli klimatu”
Ale podobnie przejście z mchów i porostów na sinice, które rozjaśniły glebę, może przyspieszyć erozję gleby, obniżyć żyzność gleby i spowolnić usuwanie dwutlenku węgla z gazów cieplarnianych z atmosfery.
„Odkrycie, że zmiany klimatu wpływają na biokorupę, mogą przyczynić się do klimatu w przyszłości, jest kluczowym czynnikiem, który nie był brany pod uwagę w przeszłości”, mówi Austin Rutherford, biolog z University of Arizona, który prowadził badanie.
„Informacje te są ważnym krokiem w zrozumieniu klimatu i mogą być pomocne w opracowywaniu przyszłych modeli klimatu”.
Druga grupa raport w czasopiśmie Vadose Zone Journal że wyglądali nieco głębiej niż biokoroza na powierzchni.
Naukowcy odkryli trzy lata temu, że głęboko pod Wielkimi Równinami Ameryki leżą ogromna skarba starożytnych gleb bogatych w węgiel. Założono, że na razie węgiel ten został bezpiecznie zakopany.
Ale zespół z Lawrence Berkeley National Laboratory w Kalifornii zmierzył strumień dwutlenku węgla z równiny zalewowej rzeki Kolorado i stwierdził, że prawie jedna piąta węgla, który dostał się do atmosfery, pochodziła z drobnoustrojów glebowych zajętych na głębokościach od dwóch metrów do metrów 3.5 - wkład dotychczas nieuwzględniony w modele układu Ziemi.
Jest to znacznie poniżej głębokości rootowania, w strefa Vadose znacznie poniżej górnej warstwy gleby, ale powyżej lustra wody. Nawet w tej rzekomo obojętnej strefie drobnoustroje glebowe nadal odgrywały rolę w cyklu życia.
Według zespołu z Uniwersytet Północnej Arizony, niektóre drobnoustroje mogą odgrywać jeszcze bardziej cenne. Naukowcy raport w czasopiśmie Plant and Soil że przeanalizowali badania 52 z całego świata, aby zidentyfikować odrobinę magii mikrobiologicznej.
Manipulatory mikroskopowe
Gdy rośliny uprawne zostały zaopatrzone w stymulujące wzrost rizobakterie - drobnoustroje kolonizujące korzenie - plony warzyw i ziarna wzrosły o 20% do 45% podczas suszy, w porównaniu z roślinami dobrze podlewanymi. Tak więc, przy pomocy jednego zestawu mikroskopijnych manipulatorów, rośliny walczące o wodę radziły sobie nawet lepiej niż te, które były nawadniane.
To naprawdę nieoczekiwane. Dobrze wiadomo, że rośliny zależą od drobnoustrojów glebowych w zakresie składników odżywczych i ochrony przed szkodnikami. Jednak najnowsze badania sugerują, że niektóre drobnoustroje glebowe zapewniają znaczący i owocny efekt ochronny w czasach stresu roślin spowodowanego suszą.
Zupełnie jak i dlaczego te szczególne ryzobakterie dają tę przewagę gospodarzom roślin, jest ewolucyjną łamigłówką, którą wciąż trzeba rozwiązać eksperymentalnie.
Ale według szacunków ONZ świat traci co roku 12 milionów hektarów gruntów ornych na suszę i pustynię, więc odkrycie to może być ostatecznie cenne dla rolników na ziemiach podatnych na suszę w czasach, gdy klimat zaczyna się zmieniać, a liczba ludzi dalej rosnąć.
Przywrócenie wrażliwych suchych terenów do zielonych, fotosyntetyzujących powierzchni, które zużywają węgiel atmosferyczny, z kolei wróci do planetarnego systemu klimatycznego.
Na razie pozostaje to tylko nadzieją i należy przeprowadzić znacznie więcej badań. Ale jeszcze raz przypominam, że najważniejsze stworzenia na planecie mogą być najbardziej uciskane: niewidzialni obywatele ziemi pod naszymi stopami. - Sieć wiadomości klimatycznych
