Science Advances dergisinde yayınlanan çalışma, topraktaki mikrobiyal aktivitenin küresel karbon döngüsünü ve iklim üzerindeki olası geri besleme mekanizmalarını nasıl etkilediğine dair anlayışımızda önemli bir değişimi temsil ediyor. Şimdiye kadar bilim insanları, daha yüksek toprak sıcaklıklarının mikropların büyümesini hızlandırdığını ve böylece atmosfere karbon salınımını arttırdığını varsayıyordu.
Ancak, bu artan karbon salınımı aslında daha önce uykuda olan bakterilerin aktif hale gelmesinden kaynaklanmaktadır.
Araştırmanın başyazarı ve Mikrobiyoloji ve Çevre Sistemleri Bilimi Merkezi'nde profesör olan Andreas Richter, "Topraklar Dünya'nın en büyük organik karbon rezervuarıdır" diyor. Mikroorganizmalar bu organik maddeyi parçalayarak ve böylece karbondioksiti serbest bırakarak küresel karbon döngüsünü sessizce belirler.
Sıcaklıklar arttıkça – iklim değişikliği altında kesin bir senaryo — mikrobiyal toplulukların daha fazla karbondioksit yayacağı ve toprak karbon-iklim geri beslemesi olarak bilinen bir süreçte iklim değişikliğini daha da hızlandıracağı düşünülmektedir.
Richter, "On yıllardır bilim insanları bu tepkinin, daha sıcak bir iklimde bireysel mikrobiyal taksonların artan büyüme oranlarından kaynaklandığını varsaydılar" diye açıklıyor. Bu çalışmada araştırmacılar, İzlanda'da yarım yüzyıldan fazla jeotermal ısınmaya maruz kalmış ve bunun sonucunda çevredeki alanlara kıyasla toprak sıcaklıkları yükselmiş bir subarktik otlağı ziyaret ettiler.
Ekip, toprak karotları toplayarak ve son teknoloji izotop problama tekniklerini kullanarak, aktif bakteri taksonlarını tanımladı ve bunların hem ortam hem de yüksek sıcaklıklardaki büyüme oranlarını karşılaştırdı; ikincisi 6 °C daha yüksekti.
Doktora öğrencisi ve çalışmanın başyazarı Dennis Metze, "Toprağın 50 yıldan uzun süredir istikrarlı bir şekilde ısınmasının topluluk düzeyinde mikrobiyal büyümeyi artırdığını gördük" diyor. "Ancak dikkat çekici bir şekilde, daha sıcak topraklardaki mikropların büyüme oranları normal sıcaklıklardakilerden farksızdı." En önemli fark bakteriyel çeşitlilikte yatıyordu: Daha sıcak topraklar daha çeşitli aktif mikrobiyal taksonları barındırıyordu.
Gelecekteki Bir İklimde Toprak Mikrobiyal Faaliyetlerinin Tahmin Edilmesi
Merkezde doçent olan Christina Kaiser, "Toprak mikrobiyomunun iklim değişikliğine verdiği tepkinin karmaşıklığını anlamak önemli bir zorluktu ve bu da onu iklim modellemesinde genellikle bir 'kara kutu' haline getiriyordu" diye ekliyor.
Bu yeni bulgu, topluluk halinde büyümeye geleneksel olarak odaklanmanın ötesine geçerek, mikrobiyal davranışın ve bunun sonucunda gelişen iklim senaryosunda karbon döngüsü üzerindeki etkilerinin daha doğru tahmin edilmesine zemin hazırlıyor. Bu çalışmadan elde edilen bilgiler, ısınmaya karşı çeşitli mikrobiyal tepkileri aydınlatmakta ve toprak mikrobiyomunun gelecekteki karbon dinamikleri üzerindeki etkisini tahmin etmek için hayati önem taşımaktadır.