Исследование показывает, что бактерии в почве могут противостоять периодам засухи
Хотя многие бактерии становятся неактивными во время засушливых периодов, определенные группы сохраняются и даже процветают. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications и проведенное Центром микробиологии и системных наук об окружающей среде (CeMESS) Венского университета, предлагает новаторскую информацию о бактериальной активности в периоды засухи, что имеет последствия для сельского хозяйства и нашего понимания изменения климата.
Изображения выжженной долины реки По в 2022 году и лесных пожаров в Греции в этом году подчеркивают реальность сильных засух – не только как заголовки новостей, но и как непосредственные угрозы. Последствия для людей и растений очевидны: неурожаи, засохшие луга и нормирование воды. Однако влияние засухи на почвенные микроорганизмы остается скрытым от невооруженного глаза.
Почвенные микроорганизмы играют ключевую роль в экосистемах. Они способствуют плодородию почвы, помогают растениям усваивать питательные вещества и определяют, будут ли почвы накапливать или выделять CO 2, тем самым влияя на траектории изменения климата. До сих пор измерение активности микроорганизмов в сухих почвах и определение того, какие виды остаются активными, было сложной задачей. Благодаря новому методу, разработанному учеными Венского университета, теперь можно наблюдать активность бактерий в периоды засухи.
В ходе исследования образцы почвы из эксперимента по изменению климата «ClimGrass» в Штирии (Австрия) были инкубированы с изотопно-маркированным водяным паром. Растущие бактерии включили кислород из водяного пара в свою ДНК, что позволило обеспечить определенный рост без добавления жидкой воды в почву.
«Большинство бактерий стали неактивными по мере увеличения сухости. Однако это не было одинаковым для всех микробных групп», — объясняет ведущий автор исследования Деннис Метце. Более того, на рост бактерий во время засухи влияло то, подвергались ли почвы воздействию нынешних или будущих климатических условий, т.е. более высоких температур и концентраций CO 2.
Эксперимент «ClimGrass» в самом сердце Штирии рисует яркую картину будущего. Здесь 54 экспериментальных участка моделируют мир завтрашнего дня. Инфракрасные обогреватели повышают температуру до уровня, ожидаемого в будущих климатических сценариях, а системы miniFACE регулируют концентрацию CO 2 в атмосфере. Автоматизированные укрытия от дождя имитируют суровые летние засухи, создавая осязаемое представление о проблемах, с которыми могут столкнуться наши экосистемы.
«Моделирование будущих климатических условий фактически привело к тому, что больше бактерий осталось активными, несмотря на засуху», — объясняет Андреас Рихтер, профессор экосистемных исследований и глава CeMESS. «В этих смоделированных условиях смогли прижиться более устойчивые к засухе виды». Особо устойчивая к засухе бактерия рода Streptomyces стала более распространенной в сухих почвах, на ее долю приходится значительная часть общей бактериальной активности.
Нитчатый рост этой бактерии может позволить ей перекрывать разрозненные поровые пространства в пораженных засухой почвах, обеспечивая доступ к воде и питательным веществам из отдаленных источников. Предыдущие исследования показали, что такие бактерии могут помочь растениям справиться с засухой.
Результаты этого исследования дают бесценную информацию об устойчивости и адаптируемости почвенных микроорганизмов перед лицом усиливающихся засух из-за изменения климата. Поскольку эти крошечные организмы играют огромную роль в поддержании плодородия почвы, содействуют росту растений и регулированию связывания углерода, понимание их поведения имеет решающее значение как для наших экосистем, так и для сельскохозяйственного сектора.
Пока мир борется с проблемами изменения климата, продовольственной безопасности и баланса экосистем, подобные исследования открывают путь к обоснованным стратегиям по защите здоровья нашей планеты и благополучия ее жителей.
Обсудим?
Смотрите также:
