西弗吉尼亞大學(xué)的研究人員尋求更好地了解單個(gè)土壤微生物的作用

土壤是最大的碳庫(kù)之一，是數(shù)十億微生物的家園，是一個(gè)高度復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)健康的氣候至關(guān)重要。

隨著氣候變化繼續(xù)改變地球的溫度和降水模式，西弗吉尼亞大學(xué)的研究人員希望對(duì)特定土壤微生物在碳循環(huán)中的作用進(jìn)行更精確的預(yù)測(cè)。

鑒于土壤的各種成分——礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、生物體、氣體和水——科學(xué)家們幾十年來(lái)一直在努力了解土壤微生物的生態(tài)和功能。

在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì) 756,318 美元的資助下，環(huán)境微生物學(xué)副教授Ember Morrissey和森林生態(tài)學(xué)和生態(tài)系統(tǒng)建模副教授Eddie Brzostek旨在確定哪些微生物消耗關(guān)鍵類(lèi)型的土壤碳，并利用這些發(fā)現(xiàn)來(lái)幫助更好地預(yù)測(cè)氣候變化。

“微生物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)分解很重要，”莫里西說(shuō)。“它們是執(zhí)行該過(guò)程的主要參與者，因此，它們?cè)谌蛱佳h(huán)中發(fā)揮著重要作用，將從地上植物生產(chǎn)進(jìn)入土壤的碳以二氧化碳的形式返回到大氣中。”

在研究項(xiàng)目期間，她將使用穩(wěn)定同位素探測(cè)(一種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù))來(lái)跟蹤碳吸收并表征微生物在其自然群落中的功能。

“從歷史上看，了解微生物在土壤和其他自然系統(tǒng)中的作用非常具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗鼈兎浅Ｐ?，而且群落如此多樣化?rdquo;莫里西說(shuō)。“如果你在實(shí)驗(yàn)室中隔離它們，它們?cè)谌斯きh(huán)境中的運(yùn)作方式可能與它們?cè)谧匀画h(huán)境中的運(yùn)作方式不同。”

通過(guò)穩(wěn)定同位素探測(cè)，研究人員添加了有機(jī)底物，如植物殘骸，其中包含一種不常見(jiàn)的碳同位素：C-13。大多數(shù)碳原子是 C-12，有六個(gè)中子和六個(gè)質(zhì)子;然而，C-13 有一個(gè)額外的中子，這使它更重。然后可以在活性土壤微生物的 DNA 中檢測(cè)到這種重 C-13。

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