Глобальное потепление угрожает качеству почв
Исследователи Аризонского государственного университета обнаружили, что температура влияет на распространение микробов, которые создают почвенную корку в засушливых территориях. Важно отметить, что всего через 50 лет глобальное потепление может начать выталкивать эти виды микробов с мест их сегодняшнего обитания, что приведёт к непредсказуемым изменениям в плодородии и эрозии почв.Международная исследовательская группа во главе с микробиологом и профессором Аризонского государственного университета Гарсией-Пичелем Ферраном, провела масштабные исследования микробных сообществ, обитающих в почвах. Исследователи собрали образцы от Орегона до Нью-Мексико и от Юты до Калифорнии, а потом подвергли их анализу путём секвенирования их ДНК.
Хотя в щепотке почвенной корки присутствуют тысячи видов микробов, наиболее частыми являются две разновидности цианобактерий — бактерий, способных к фотосинтезу. Без них прочие микробы в почве не могли бы существовать, поскольку зависят от питательных веществ и энергии, производимых цианобактериями.
„Мы хотели знать, какие микробы присутствуют в почве и как они меняются от региона к региону в континентальном масштабе. Мы думали, что одна разновидность цианобактерий будет доминировать, но, к нашему удивлению, оказалось, что их две. Раньше принимали во внимание в основном Microleus vaginatus, но теперь мы обнаружили, что не меньшую роль, особенно в более тёплом климате, играет Microcoleus steenstrupii”, — говорит Гарсия-Пичель.
Хотя эти две разновидности походят друг на друга, они не связаны никакими родственными отношениями. Внешнее сходство объясняется исключительно формой и поведением, которое позволяет им стабилизировать почвенный покров и формировать почвенную корку.
Корки крайне важны для экологии засушливых земель, поскольку защищают их от эрозии и увеличивают продуктивность из-за удерживания углерода и азота в почве.
Температура оказывает мощное воздействие на микробные сообщества. После анализа информации о типах почв, химическом составе, осадках, климате и температуре, исследователи смогли построить математическую модель, объясняющую разделение двух микробов. Оказалось, что M. vaginatus в основном обитает в холодных пустынных местностях, а M. steenstrupii – в более тёплых южных.
„Но это просто корреляция. Для оценки роли температуры, мы провели испытания с культивированными формами микробов и поняли, что их действительно разделяет температурный градиент. Но дело в том, что из-за глобального потепления температура уже нестабильна”, — говорит Гарсия-Пичель.
Перемены не за горами. „Используя имеющиеся климатические модели, мы можем предсказать, что всего через 50 лет цианобактерии, приспособленные к тёплому климату, вытеснят холоднолюбивых. К сожалению, мы не можем предположить, что случится с экосистемой в отсутствие M. vaginatus. Наше исследование важно не только для экологии пустынь. Мы получили наглядный пример, как на изменение численности и ареалов микробов будет влиять глобальное потепление. Мы не можем не учитывать микробов при дальнейшем прогнозировании”, — добавляет Гарсия-Пичель.
Исследователи полагают, что температурная модель, обнаруженная в США, скорее всего, будет в той или иной степени воспроизводиться во всём мире, а M. vaginatus не сможет эволюционировать так быстро, чтобы приспособиться к повышению температуры.