Chociaż ekosystemy glebowe w poszczególnych rejonach świata cechuje duża różnorodność występujących w nich bakterii, badania naukowców z Northern Arizona University sugerują, że większość dostępnego w czterech odmiennych ekosystemach węgla wykorzystują bakterie należące do kilku rodzajów.

Gleby całego świata zawierają dwa razy więcej węgla niż cała roślinność na Ziemi. Dlatego tak duże znaczenie dla zrozumienia zmian klimatu ma wiedza o jego magazynowaniu w glebie i uwalnianiu z niej w postaci dwutlenku węgla.

W skład zespołu badającego procesy bakteryjne w glebie weszli naukowcy z Pacific Northwest National Laboratory, Lawrence Livermore National Laboratory, University of Massachusetts-Amherst oraz West Virginia University.

"Wykazaliśmy, że cykl węglowy kontroluje kilka grup pospolitych bakterii - powiedział kierujący badaniami dr Bram Stone z Northern Arizona University. - Era sekwencjonowania dała niesamowity wgląd w to, jak zróżnicowany jest świat mikroorganizmów. Jednak nasze dane sugerują, że jeśli chodzi o istotne funkcje, takie jak oddychanie gleby, kilka powszechnie występujących bakterii odgrywa największą rolę".

Chodzi o bakterie Bradyrhizobium, Acidobacteria RB41 oraz Streptomyces, które skuteczniej od rzadszych mikroorganizmów wykorzystują zawarty w glebie węgiel oraz składniki odżywcze. Gdy dostępny jest zarówno węgiel, jak i azot, przyswajają ich więcej i rosną szybciej niż inne bakterie, których setki rodzajów wykryto w badanych glebach. Połowę dostępnego węgla wykorzystują bakterie należące do sześciu rodzajów, zaś tylko trzy rodzaje odpowiadały za ponad połowę wykorzystania węgla w glebie bogatej w składniki pokarmowe.

W swoich badaniach Stone i jego współpracownicy wykorzystali wodę znakowaną specyficznymi izotopami tlenu (nieradioaktywnymi). Sekwencjonowali DNA znalezione w próbkach gleby. Obecność charakterystycznych izotopów tlenu wskazywała, że dane bakterie tam wzrastały. To technika zwana ilościowym próbkowaniem stabilnych izotopów (quantitative stable isotope probing, qSIP).

Następnie zespół obliczył występowanie każdego rodzaju bakterii i to, jak skutecznie konsumują one glebowy węgiel. Model uwzględniający specyficzność taksonomiczną, rozmiar genomu oraz wzrost pozwalał przewidzieć uwalnianie CO2 dokładniej niż modele uwzględniające jedynie występowanie poszczególnych gatunków.

Zdaniem autorów wyniki badań pozwolą lepiej zrozumieć zjawiska związane z żyznością gleby oraz wpływ wydzielanego przez bakterie dwutlenku węgla na klimat. (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ ekr/