土壤中的細菌碳循環(huán)不是共同的努力

科學

科學家可以使用一種稱為定量穩(wěn)定同位素探測 (qSIP) 的工具來獲取有關(guān)土壤微生物的有價值的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)。該工具揭示了社區(qū)中細菌的身份，以及它們是否正在使用營養(yǎng)物質(zhì)或正在生長。在一項新的 qSIP 研究中，科學家們發(fā)現(xiàn)，在許多土壤環(huán)境中，只有少數(shù)幾種細菌使用了一半以上的可用碳。盡管是數(shù)千種物種的家園，但只有三到六組細菌對測試的幾種土壤中發(fā)生的大部分碳使用負責。

影響

土壤中的碳含量是地球上所有植被的兩倍。為了了解未來的氣候動態(tài)，科學家們必須預測微生物活動如何將碳儲存在土壤中或以二氧化碳的形式釋放。通過了解社區(qū)中的哪些細菌負責重要的生態(tài)系統(tǒng)功能，如碳循環(huán)，科學家們可以將未來的研究重點放在這些關(guān)鍵細菌群上。這項研究還有助于拓展更廣泛的微生物學領(lǐng)域。

概括

北亞利桑那大學和太平洋西北國家實驗室的研究人員分析了土壤樣本，以追蹤 18O 標記水中的氧氣，以了解哪些物種將其納入 DNA 中。這種吸收是生長的代表，可用于模擬細菌消耗土壤碳的效率。當模型包含有關(guān)細菌的詳細信息(特別是分類特異性、基因組大小和生長)時，它比僅查看每個細菌群的豐度的模型更準確地預測了測量的二氧化碳。研究人員觀察到，只有少數(shù)屬產(chǎn)生了從土壤中釋放的大部分二氧化碳。這些細菌包括慢生根瘤菌、酸桿菌 RB41和鏈霉菌。這些細菌在使用現(xiàn)有土壤碳以及添加到土壤中的養(yǎng)分方面優(yōu)于不太豐富的物種。當碳和氮被添加到土壤中時，優(yōu)勢細菌物種鞏固了它們對養(yǎng)分的控制，吞噬了更多的養(yǎng)分，并且相對于土壤中的其他類群生長得更快。該研究確定了數(shù)千種獨特的生物和數(shù)百個不同的屬，但只有六組細菌占碳使用量的 50% 以上。在養(yǎng)分促進的土壤中，活動的濃度更為明顯，其中只有三個群體負責一半以上的碳使用。這項研究為管理土壤肥力和更好地代表地球系統(tǒng)和氣候模型中的關(guān)鍵細菌過程提供了見解。

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