3月2日發表在PLoS ONE的研究論文 指出，正如大多數科學家們推定的那樣，土壤中的微生物——有機物對我們地球的碳循環發揮著重大的影響，但它們很可能不適應地球上的氣候變化。
這個發現意味著，關於我們這個正在變暖星球未來氣候的很大一部分數據，很難納入目前的計算機模型進行研究。
土壤中含有大量的碳，舉例來說，在深林中，通常地表之下的含碳量比樹冠上更高，這些碳會發生哪些變化對於我們這個星球的未來有著很重要的影響。細菌、真菌和其它微生物是核心成員，它們將土壤中的碳和其它元素轉化成排入大氣中的二氧化碳和其它氣體。
“土壤是環境變化的重要緩衝係統，而微生物群落是這個緩衝的基礎。如果微生物群落沒有起到我們預想的緩衝作用，那麽就會給整個環境對氣候變化的適應帶來問題，” 文章的作者凡妮莎·貝利說，她是美國能源部西北太平洋國家實驗室的研究人員。
這項研究是在一項從華盛頓州東部山區移植土壤的耗時17年的獨特研究基礎上做出的。研究團隊將一部分樣本放置在山腰下500米的地方，那裏的環境比較溫暖、幹燥，另一部分樣本位於山腰上500米處，比較涼爽、濕潤的氣候中。17年後，他們在實驗室分析了兩組“本土”土壤樣本，以及之前放置在兩個地點的“控製”樣本。
科學家們分析了微生物群落的組成，他們的酶活性，以及他們的呼吸率——微生物能夠以多快的速度將土壤中的碳轉化成釋放到大氣中的二氧化碳。
科學家們發現，即使經曆了17年的時間，微生物的適應性仍然比他們預想的要小。雖然樣本中微生物的組成並沒有發生太大變化，兩組移植土壤中的微生物保持了它們在“本土”氣候中的大部分特征，包括它們初始的呼吸率。
但是文章的作者說，這個信息不能讓科學家們簡單地假定，微生物會靈敏地應對氣候變化。
“土壤中的原始生態環境在17年後繼續對微生物活性施加深遠影響，這一事實相當令人驚訝，”這篇文章的合著者本·邦德·蘭姆伯蒂說，他是美國西北太平洋國家實驗室(PNNL)和馬裏蘭大學合作共建的研究中心的研究人員。
“我們不能認為，土壤對氣候變化的反應與很多科學模型假設的方式一樣，”邦德·蘭姆伯蒂補充道。
在他們的研究中，西北太平洋國家實驗室的科學家們利用山區的地形優勢，在那裏氣候變化迅速。僅僅向上500米，溫度平均降低5攝氏度，每年的平均降雨量增加了大約5厘米。這意味著在山上較高的地方，有著更加豐富的植被，因此微生物群落就有了更多可供利用的碳。
由於濕潤的氣候和富含碳的環境，因此，將“本土”微生物移動到較高地點，微生物呼吸率自然地升高;當它們被移動的較低位置時，到了比較溫暖的地點，它們繼續保持較高的呼吸率。從較低地點移植到較高地點的微生物對於氣溫變化的響應異常地小，雖然生物學理論和氣候模型預測這種響應應該有很大變化。
“隨著我們的氣候變化，所有的微生物都將經曆新的條件和更加極端的情況，”土壤微生物學家貝利說。“氣候變化不能簡單地理解為全球變暖，也會有風暴潮、持續的幹旱;一些地方的溫和氣候可能會終止。這項研究讓我們了解到，微生物在不同條件下，如何能平穩渡過這樣的變化。它們作用可能會受到不同尋常的抑製。”
上一篇：梳理保存微生物組樣品同時不改變其多樣性的方法
下一篇：神秘嗜鹽微生物導致澳大利亞一湖泊呈粉紅色
