Новые микробы в амазонских торфяниках могут влиять на глобальный углеродный баланс
Исследователи из Университета штата Аризона и их коллеги из Национального университета перуанской Амазонии обнаружили неизвестное семейство микробов, уникально адаптированных к заболоченным, бедным кислородом условиям тропических торфяников в северо-западной части амазонских тропических лесов Перу.
Исследование показывает, что эти микробы играют двойную роль в углеродном цикле и обладают потенциалом либо смягчать, либо усиливать изменение климата. Этот процесс может либо стабилизировать углерод для долгосрочного хранения, либо высвобождать его в атмосферу в виде парниковых газов, в частности CO2 и метана.
В стабильных условиях эти микробы позволяют торфяникам действовать как обширные резервуары углерода, связывая его и снижая климатические риски. Однако экологические сдвиги, включая засуху и потепление, могут активировать их деятельность, ускоряя глобальное изменение климата.
Продолжающееся вызванное человеком нарушение естественной экосистемы торфяников может высвободить к концу века 500 миллионов тонн углерода — что примерно эквивалентно 5% мировых ежегодных выбросов от ископаемого топлива.
"Наша работа находит невероятные организмы, адаптированные к этой среде, и некоторые из них обеспечивают уникальные и важные функции — от стабилизации или переработки углерода до детоксикации угарного газа и других", — говорит Хинсби Кадийо-Кирос, автор-корреспондент исследования.
Почему торфяники важны для климатической стабильности
Амазонские торфяники являются одними из крупнейших хранилищ углерода на планете, накапливая, по оценкам, 3,1 миллиарда тонн углерода в своих плотных, насыщенных почвах — примерно в два раза больше, чем все леса мира. Торфяники критически важны для глобального хранения углерода, потому что их заболоченные условия замедляют разложение, позволяя органическому материалу накапливаться в течение тысяч лет.
В исследовании описаны вновь выявленные микробы, относящиеся к древней группе Bathyarchaeia, которые образуют сложную сеть, необходимую для функционирования этой экосистемы. Эти микроорганизмы обладают замечательной способностью регулировать круговорот углерода в торфяниках.
Микробы обнаружены в бассейне Pastaza-Marañón Foreland Basin — важном торфянике на северо-западе амазонских тропических лесов Перу. Площадь бассейна составляет примерно 100 000 квадратных километров.
Эти микробы торфяников потребляют угарный газ — метаболизируя газ, токсичный для многих организмов, — и преобразуют его в энергию, одновременно снижая токсичность углерода в окружающей среде. Разлагая углеродные соединения, они производят водород и CO2, которые другие микробы используют для генерации метана. Их способность выживать как в богатых, так и в бедных кислородом условиях делает их хорошо приспособленными к амазонской среде.
Однако изменения в количестве осадков, температуре и деятельность человека, включая вырубку лесов и добычу полезных ископаемых, нарушают этот хрупкий баланс, заставляя торфяники выделять парниковые газы.
Связь с климатом
Хотя тропические торфяники в настоящее время действуют как поглотители углерода, они становятся все более уязвимыми к изменению климата. Повышение температуры и изменение режима осадков могут высушить эти торфяники, превратив их в источники углерода.
Высвобождение миллиардов тонн углекислого газа и метана из торфяников значительно усилило бы глобальное потепление. Исследователи выступают за устойчивое землепользование, включая сокращение вырубки лесов, осушения и добычи полезных ископаемых на торфяниках.
Новые направления
Открытие высокоадаптивных микробов торфяников углубляет наше понимание микробного разнообразия и подчеркивает устойчивость жизни в экстремальных условиях. Эти микробы представляют собой ключевой элемент в решении глобальных климатических проблем, показывая, как мельчайшие организмы могут оказывать огромное влияние на системы Земли.
Кадийо-Кирос и его команда планируют использовать эти микробиологические и экологические знания для управления и восстановления тропических торфяников в своей будущей работе.