Bodembacteriën hebben de overhand ondanks droogte – Eurasia Review

Recent onderzoek onthult de veerkracht van sommige bodemmicro-organismen tegen toenemende droogte. Hoewel veel bacteriën in perioden van droogte inactief worden, blijven bepaalde groepen bestaan ​​en gedijen ze goed.

Deze studie, uitgevoerd door het Centrum voor Microbiologie en Milieusysteemwetenschappen (CeMESS) van de Universiteit van Wenen, biedt baanbrekende inzichten in bacteriële activiteit tijdens droogtes, met implicaties voor de landbouw en ons begrip van de gevolgen van klimaatverandering. De studie werd gepubliceerd in het beroemde wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie.

Beelden van de droge Povlakte in 2022 en de bosbranden van dit jaar in Griekenland benadrukken de realiteit van extreme droogte – niet alleen als voorpaginanieuws, maar ook als directe bedreiging. De gevolgen voor de mens en het plantenleven zijn duidelijk: mislukte oogsten, verwelkende weiden en waterrantsoenering. Het effect van droogte op bodemmicro-organismen blijft echter voor het blote oog verborgen.

Bodemmicro-organismen spelen een cruciale rol in ecosystemen. Ze dragen bij aan de bodemvruchtbaarheid, helpen planten voedingsstoffen op te nemen, bepalen of de bodem kooldioxide opslaat of afgeeft en beïnvloeden zo de routes van klimaatverandering. Tot nu toe was het moeilijk om de activiteit van micro-organismen in droge grond te meten en te bepalen welke soorten actief blijven. Dankzij een nieuwe methode ontwikkeld door wetenschappers van de Universiteit van Wenen is het nu mogelijk om bacteriële activiteit te observeren tijdens perioden van droogte.

Een nieuwe methode maakt gebruik van waterdamp om de bacteriële activiteit te meten

Uit een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in “Natuurcommunicatie”werden bodemmonsters van het klimaatexperiment “ClimGrass” in Stiermarken geïncubeerd met isotopisch gelabelde waterdamp. De groeiende bacteriën namen zuurstof uit waterdamp op in hun DNA, waardoor de groei kon worden gemeten zonder vloeibaar water aan de bodem toe te voegen.

“De meeste bacteriën werden inactief naarmate de droogte toenam. Dit was echter niet uniform voor alle microbiële groepen”, legt Dennis Mitzi, promovendus en hoofdauteur van het onderzoek uit. Bovendien werd de groei van bacteriën tijdens droogte beïnvloed door de vraag of de bodem was blootgesteld aan de omstandigheden Huidige of toekomstige klimaatverandering, d.w.z. stijgende temperaturen en kooldioxideconcentraties.

Microbiële gemeenschappen zouden in de toekomst droogtetoleranter kunnen worden

In het hart van Stiermarken schetst de ‘ClimGrass’-ervaring een levendig beeld van de toekomst. Hier bootsen 54 experimentele stukken de wereld van morgen na. Infraroodstralers verhogen de temperatuur tot het niveau dat in toekomstige klimaatscenario’s wordt verwacht, terwijl miniFACE-systemen de kooldioxideconcentraties in de atmosfeer aanpassen. De geautomatiseerde regenschuilplaatsen simuleren extreme droogtegebeurtenissen in de zomer, waardoor een tastbare weergave ontstaat van de uitdagingen waarmee onze ecosystemen te maken kunnen krijgen.

“Het simuleren van toekomstige klimaatomstandigheden heeft er feitelijk toe geleid dat meer bacteriën actief bleven ondanks de droogte”, legt Andreas Richter, hoogleraar Ecosysteemonderzoek en hoofd van CeMESS, uit. “Onder deze gesimuleerde omstandigheden konden zich meer droogtetolerante soorten vestigen.” Vooral droogteresistente bacteriën uit Streptokokken Het geslacht kwam vaker voor in droge bodems en was verantwoordelijk voor een groot deel van de totale bacteriële activiteit.

Door de filamenteuze groei van deze bacteriën kunnen ze afzonderlijke poriën in door droogte geteisterde grond verstoppen, waardoor ze toegang krijgen tot water en voedingsstoffen uit verre bronnen. Eerdere studies hebben aangetoond dat dergelijke bacteriën een rol kunnen spelen bij het helpen van planten om zich aan te passen aan droogte.

De resultaten van deze studie bieden waardevolle inzichten in de veerkracht en het aanpassingsvermogen van bodemmicro-organismen in het licht van de toenemende droogtes als gevolg van klimaatverandering. Omdat deze micro-organismen een enorme rol spelen bij het in stand houden van de bodemvruchtbaarheid, het bevorderen van de plantengroei en het reguleren van de koolstofvastlegging, is het begrijpen van hun gedrag cruciaal voor zowel onze ecosystemen als onze landbouwsectoren.

Terwijl de wereld worstelt met de uitdagingen van klimaatverandering, voedselzekerheid en ecosysteemevenwicht, maakt dergelijk onderzoek de weg vrij voor geïnformeerde strategieën om de gezondheid van onze planeet en het welzijn van haar bevolking te beschermen.