Они также обнаружили, что положительное влияние разнообразия на эффективность использования углерода, которое играет центральную роль в этом хранилище, нейтрализуется в засушливых условиях. ДеАнджелис объясняет, что эффективность использования углерода означает углерод, ассимилированный микробными продуктами, по сравнению с углеродом, который теряется в атмосферу в виде CO2 и способствует потеплению климата.
Помимо других преимуществ, почвенный углерод делает почву здоровой, удерживая воду и помогая растениям расти.
Она и ее коллеги ответили на эти вопросы, потому что они указывают на то, что «эмпирических данных о реакции круговорота углерода в почве на комбинированные эффекты потепления, засухи и утраты разнообразия мало."Для дальнейшего изучения они экспериментально манипулировали микробными сообществами, изменяя при этом такие факторы, как видовой состав микробного сообщества, температуру и влажность почвы. Подробности в Nature Communications.
Помимо первого автора Домейноза-Орта и других сотрудников Университета Массачусетса в Амхерсте, в команду входят Серита Фрей из Университета Нью-Гэмпшира и Джерри Мелилло из Центра экосистем, Вудс-Хоул, Массачусетс.
Они указывают на то, что углерод в почве частично регулируется скоростью и эффективностью, с которой живущие в ней микробы могут использовать свежие растительные продукты и другие части почвенного органического вещества для своего роста. ДеАнджелис говорит, что некоторые «углеродные резервуары почвы» могут «сохраняться десятилетиями и очень медленно обновляться. Это те, которые мы действительно хотим иметь, потому что они помогают почве оставаться губчатой, поглощать воду, а также помогают связывать и высвобождать питательные вещества для роста растений."
«Разнообразие интересно не только в микробиологии, но и во всех организмах, включая человека», – говорит ДеАнджелис. "Это контролируется множеством различных факторов, и кажется, что более разнообразные системы, как правило, работают более эффективно и лучше переносят стресс.
Мы хотели понять роль микробного разнообразия в углеродной эффективности почвы."
Она добавляет: «Воспроизвести разнообразие сложно, поэтому мы использовали модельную систему почвы.
Луис извлек микробы из почвы, сделал серийные разведения концентраций микробов в буфере и инокулировал почву, чтобы получить вариации в разнообразии."Они позволили пяти различным микробным смесям расти в течение 120 дней. В дополнение к другим испытаниям они использовали новый метод, основанный на тяжелом стабильном изотопе воды, известном как 18O-H2O.
Это позволило им отслеживать кислород и отслеживать новые приросты с течением времени при различном разнообразии, влажности почвы и температурных условиях.
"Мы обнаружили одну интересную вещь: мы действительно видим, что более разнообразные сообщества более эффективны.
Микробы растут больше, чем в менее разнообразных сообществах, но это увеличение роста с разнообразием теряется, когда они испытывают стресс из-за воды. Это говорит о том, что есть предел устойчивости к стрессу с большим разнообразием ", – добавляет она.
Авторы отмечают: «Результаты показывают, что разнообразие в зависимости от взаимосвязи экосистемы и функции может быть нарушено при неблагоприятных условиях в почвах, и что для понимания изменений в круговороте углерода в почве мы должны учитывать множество аспектов глобальных изменений."
ДеАнджелис добавляет: «Мы были немного удивлены тем, насколько хорошо наш подход сработал.
Меня действительно интересует эффективность температуры / влажности, а Луиса больше интересует угол разнообразия. Это была комбинация двух, и это был самый интересный результат."