Bakterie mohou více přispívat ke změně klimatu…

Jak se bakterie přizpůsobují vyšším teplotám, zvyšují svoji dechovou frekvenci a uvolňují více uhlíku, což může urychlit změnu klimatu.

Uvolňováním více uhlíku při stoupajících globálních teplotách mohou bakterie a příbuzné organismy zvané archea zvýšit oteplování klimatu rychleji, než naznačují současné modely. Dnes zveřejněný nový výzkum Komunikace z přírody Mohlo by to pomoci informovat přesnější modely budoucího globálního oteplování vědci z Imperial College v Londýně.

Bakterie a archea, souhrnně označované jako prokaryoty, se vyskytují na všech kontinentech a tvoří přibližně polovinu globální biomasy, což je celková hmotnost všech organismů na Zemi.

Většina prokaryot dýchá, využívá energii a uvolňuje oxid uhličitý, stejně jako to děláme při výdechu. Množství oxidu uhličitého uvolněného v daném čase závisí na respirační frekvenci prokaryota, která se může měnit v závislosti na teplotě.

Přesný vztah mezi teplotou, respirační frekvencí a produkcí uhlíku je však nejasný. Nyní sestavením databáze změn rychlosti dýchání ve vztahu k teplotě 482 prokaryot vědci zjistili, že většina by v reakci na vyšší teploty zvýšila produkci uhlíku více, než je známo. Pomyslel jsem si předem.

Vedoucí výzkumný pracovník Dr. Samraat Pawar řekl: „V krátkodobém horizontu jednotlivé prokaryoty zvýší svůj metabolismus a produkují více oxidu uhličitého. Stále však existuje maximální teplota, při které se váš metabolismus stává neúčinným.

“V průběhu let se tyto prokaryotické komunity vyvinou tak, aby byly efektivnější při vyšších teplotách, což jim umožní další zvýšení jejich metabolismu a produkce uhlíku.”

“Z tohoto důvodu stoupající teploty způsobují v mnoha prokaryotických komunitách efekt” dvojitého zvěrstva “, což jim způsobuje efektivnější fungování v krátkodobém i dlouhodobém horizontu i v globálním uhlíku a výsledných teplotách.”

Vědci shromáždili prokaryotické reakce na změny teploty po celém světě za všech různých podmínek, od antarktických solných jezer pod 0 ° C až po termální bazény nad 120 ° C.

Zjistili, že prokaryoty, které obvykle pracují v rozmezí středních teplot pod 45 ° C, vykazovaly silnou odezvu na změnu teploty a zvyšovaly jejich dýchání jak v krátkodobém horizontu (dny až týdny), tak v dlouhodobém horizontu (měsíce až roky). ).

Prokaryoty pracující ve vyšších teplotních rozsazích nad 45 ° C takovou reakci nevykazovaly, ale je nepravděpodobné, že by byly ovlivněny změnou klimatu, protože původně pracovaly při takových vysokých teplotách.

Krátkodobé reakce prokaryot na střední teplotu na zahřívání byly větší než reakce hlášené u organismů se složitějšími buňkami, včetně eukaryot, celých rostlin, hub a zvířat.

Tým vytvořil matematický model předpovídající, jak tyto změny v respirační frekvenci ovlivní produkci uhlíku prokaryotických komunit. To naznačuje, že krátkodobé a dlouhodobé změny v rychlosti dýchání by se spojily a vytvořily větší než očekávaný nárůst produkce uhlíku, který v současné době není v ekosystémech a klimatických vzorcích zohledněn.

“Většina klimatických modelů předpokládá, že respirační frekvence všech organismů reagují na teplotu stejným způsobem,” uvedl Thomas Smith, doktorand z Ústavu biologických věd, hlavní autor nové studie. naše studie však ukazuje, že bakterie a archea se pravděpodobně odchýlí od „globálního průměru“.

“Protože je pravděpodobné, že tyto mikroorganismy významně přispějí k celkovému dýchání a produkci uhlíku v mnoha ekosystémech, je důležité, aby klimatické modely zohledňovaly zvýšenou citlivost na změnu teploty v krátkém a dlouhodobém měřítku.”

“Chtěli bychom také vědět, jak důležitá prokaryotická čísla a jejich početnost v místních ekosystémech se může měnit s rostoucí teplotou, což je důležité pro budoucí předpovědi klimatu.”

Zdroj příběhu:

Materiály poskytované Imperial College London. Napsal Hayley Dunning. Poznámka: Obsah lze upravovat podle stylu a délky.