نقش میکروب ها در آینده تغییرات اقلیمی زمین - مجله عکسها

به گزارش ایسنا ، میکروب ها نقش مهمی در آب و هوا دارند زیرا هنگام غذا خوردن، دی اکسید کربن را در جو آزاد می نمایند. باکتری ها و شکارچیان اصلی آنها یعنی آغازیان، بیش از 40 برابر زیست توده همه جانوران روی زمین هستند. در نتیجه، آنها تأثیر زیادی بر انتشار دی اکسید کربن دارند. با وجود این، پیش بینی مقدار این اثر و نحوه تأثیر گرمایش جهانی بر انتشار دی اکسید کربن ناشی از میکروب، چالش برانگیز است.

پژوهشگران آمریکایی در پروژه ای که با بودجه وزارت انرژی آمریکا(DOE) اجرا شده است، نشان داده اند که آنالیز ویژگی های خاص میکروب ها مانند مقدار و شکل به آنها امکان می دهد تا به طور قابل اطمینانی پیش بینی نمایند که چگونه تنفس میکروب ها با افزایش دما تغییر می نماید. این یافته ها، منبع جدیدی از اطلاعات را در خصوص سرعت تغییرات آب و هوا ارائه می دهند.

درک این که گرمایش چگونه بر تنفس میکروبی تأثیر می گذارد، سخت است زیرا جوامع میکروبی بسیار متنوع و پیچیده هستند. این پژوهش نشان می دهد که پیچیدگی های واکنش میکروب ها نسبت به گرم شدن را می توان با آنالیز ویژگی های میکروب ها تعیین کرد.

یافته های این پژوهش نشان می دهند که دانشمندان می توانند پیش بینی های قابل اعتماد و کلی در خصوص این مولفه مهم چرخه کربن جهانی و اثرات آن بر آب و هوا داشته باشند. بعلاوه، این یافته ها ممکن است برای پیش بینی سیستم های دیگری که آب و هوای زمین را شکل می دهند، سودمند باشند.

پیش بینی نحوه واکنش زیست بوم ها نسبت به تغییرات آب و هوایی، یکی از مسائل مربوط به اکولوژی است که باید فورا مورد آنالیز قرار بگیرد. استدلال پژوهشگران این است که درک واکنش های پیچیده زیست بوم، نیازمند چارچوبی است که ارگانیسم ها را به محیط شان پیوند می دهد و سپس این تعاملات را تا سطح جمعیت، جامعه و زیست بوم مقیاس بندی می نماید. صفات عملکردی، ویژگی های قابل آنالیز ارگانیسم ها هستند که این پیوند را با کنترل تنوع در رشد، بقا و فراوری مثل فردی در محیط ممکن می سازند.

پژوهشگران در این پروژه، ویژگی های کلیدی مانند مقدار، شکل و محتویات سلولی را در آغازیان آنالیز کردند و دریافتند گونه هایی که از نظر مقدار رشد جمعیت متفاوت هستند، واکنش متفاوتی نسبت به تغییرات دما نشان می دهند.

دانشمندان دریافتند که این تفاوت های مبتنی بر ویژگی در رشد جمعیت، با استفاده از روش های قابل پیش بینی، تفاوت هایی را در توانایی رقابتی، کنترل ساختار جامعه آغازیان و ویژگی های زیست بوم مانند تنوع زیستی و مقدار تنفس ایجاد می نمایند.

درک واکنش های پیچیده زیست بوم نسبت به تغییرات آب و هوایی جهانی، سخت است زیرا زیست بوم ها شامل تعاملات بی شماری در سطوح مختلف هستند و گونه های متنوعی را در بر دارند که هر کدام واکنش های محیطی منحصر به فردی را نشان می دهند.

در این پژوهش، ویژگی ها با افشای تنوع سیستماتیک در واکنش های محیطی گونه های مختلف، راهی را برای کاهش این پیچیدگی ارائه می نمایند.

یافته های این پژوهش، برای درک این که تغییرات آب و هوایی چگونه این مولفه میکروبی ضروری چرخه کربن جهانی را تغییر می دهد، حیاتی هستند اما از سوی دیگر، نتایج این پژوهش نشان می دهند که این روش مبتنی بر ویژگی ممکن است به سیستم های دیگر نیز توسعه یابد و بتوان آن را در مدل های دیگر نیز به کار گرفت تا واکنش های زیست بوم نسبت به تغییرات آب و هوایی را اطلاع دهد. به طور کلی، این روش می تواند برای از بین بردن پیچیدگی زیست بوم ها و پیش بینی علل و پیامدهای تغییرات آب و هوایی در آینده سودمند باشد.

این پژوهش، در مجله PNAS به چاپ رسید.