Длительный эксперимент показал, что потепление замедляет рост микробов

В уникальном эксперименте по потеплению исследователи из Университета Северной Аризоны обнаружили, что скорость роста микробов снизилась за 15 лет нагревания. Работа, опубликованная на этой неделе в Global Change Biology, показала, что в более теплых климатических условиях рост замедлился у всех типов микробов в сообществе, и предположила, что причиной может быть потеря почвенного углерода.

Для изучения влияния потепления на микробные сообщества команда трансплантировала цилиндры с почвой из высокогорных лесов к северу от Флагстаффа на более низкие и теплые луга, чтобы смоделировать климатическое потепление; другие образцы остались на высокой высоте в качестве контроля. В течение 15 лет трансплантаты на низкой высоте поливали, чтобы соответствовать более высокому уровню осадков их исходного климата, и исследователи регулярно отбирали образцы почвы. Используя количественный стабильно-изотопный зонд (qSIP) — метод, разработанный в NAU, — команда применила воду, «меченную» обогащенным кислородом, чтобы увидеть, какие микробы включили этот элемент в свою ДНК, что является признаком роста.

«Это первое исследование, которое рассматривает, как отдельные микробные таксоны реагируют на долгосрочное потепление в естественных условиях, — сказала ведущий автор исследования Алисия Пёрселл. — Мы были удивлены, обнаружив очень мало вариаций в реакции микробов на потепление климата — рост повсеместно замедлился в этом сообществе».

Пёрселл отметила, что команда также обнаружила, что редкие бактериальные таксоны были одними из самых быстрорастущих, что подчеркивает важность разделения реакций разных организмов.

Эти результаты представляют интересный контраст с краткосрочными лабораторными экспериментами по потеплению, которые показали, что рост многих микробов резко ускоряется в более теплых условиях. Команда Пёрселл подчеркнула, что сочетание факторов, включая продуктивность растений, круговорот питательных веществ и потерю почвенного углерода, вероятно, способствует наблюдаемому эффекту потепления.

«Наши результаты показывают, что в случае потепления реакция сообщества говорит нам то, что нам нужно знать, — сказал старший автор Брюс Хангейт. — Это действительно полезно, поскольку мы пытаемся лучше смоделировать сложный вклад микробов и их реакцию на изменение климата. Эти результаты знаменуют новую эру, в которой qSIP позволяет нам обнаруживать сигналы о том, что происходит в почве, без шума, вносимого лабораторными условиями».

Пёрселл недавно получила грант по конкурсной программе Community Science Program Объединенного института генома. Национальная награда предоставляет ей техническую поддержку для обработки образцов почвы, собранных в Антарктиде два года назад в рамках другого эксперимента по прогреву почвы. Работая на леднике Марр на Западном Антарктическом полуострове, Пёрселл вместе с главным исследователем Наташей ван Гестел и аспирантом Келли Макмиллан из Техасского технологического университета изучают, как ведут себя микробы, ранее скованные льдом и мерзлотой в Антарктиде, по мере потепления климата там.