Hvordan mikrober kan bremse den globale opvarmning

Det ser ud til, at der endelig er et middel, der ud over at være effektivt også er meget interessant. Det handler om en mikrobe fra rækkefølgen af ​​Methanosarcinales, der er fundet af en gruppe forskere fra RadBoud University i Holland og Max Planck Institute for Marine Microbiology i Bremen, Tyskland, der har udarbejdet en undersøgelse, der er offentliggjort i tidsskrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

Et meget interessant fund, der uden tvivl kunne repræsentere et før og efter i kampen mod de konsekvenser, som global opvarmning kan medføre.

Forskerne mistænkte allerede, at der var en mikrobe, der kunne spise, ikke kun metan, men også jern, men indtil nu havde de ikke fundet det. Heldigvis har de opdaget en bue, der bruger jern til at omdanne metan til kuldioxid. Ved at gøre det reducerer det mængden af ​​jern, der er tilgængeligt for andre bakterier, og starter dermed en energikaskade, der påvirker jern-metan-cyklussen og metan-emissioner. Desuden er denne opdagelse en del af en kontekst af igangværende forskning om forholdet mellem svampe og global opvarmning.

Og som om dette ikke var nok, kan disse arkæer omdanne nitrat til ammonium, som er mad til anamnox-bakterier, som omdanne ammoniak til nitrogen... Uden at bruge ilt! Dette er især relevant for spildevandsrensning, som fremhævet af Boran Kartal, en mikrobiolog ved Max Planck Institute, der tilføjede:

"En bioreaktor indeholdende anaerob metan og ammoniumoxiderende mikroorganismer kan bruges til samtidig at omdanne ammonium, metan og oxideret nitrogen i spildevand til nitrogengas og kuldioxid, som har et meget lavere globalt opvarmningspotentiale."

Selvom de kendte til eksistensen af ​​disse jernafhængige metanoxidationsmidler, havde de ikke været i stand til at isolere dem. Det lykkedes dem dog at finde dem i deres egen prøvesamling, og nu kan de bruges til at bremse den globale opvarmning.

Mikrober repræsenterer en afgørende ressource i kampen mod klimaændringer og global opvarmning. Med hans evne til at omsætte forskellige forbindelser, herunder drivhusgasser, fremstår disse mikroorganismer som væsentlige allierede i at afbøde skadelige emissioner.

Mikrobernes afgørende rolle i kulstoffangst

Mens mennesker forsøger at bekæmpe virkningerne af klimaændringer, kan det være på tide at vende sig til mikrober som vores afgørende løsning på global opvarmning. Mikrober er ansvarlige for mange historiske miljøændringer, der har formet Jorden. Disse små livsgeneratorer har overlevet i milliarder af år, og fremtidig forskning kan indeholde de svar, vi har søgt hele tiden. Derudover er undersøgelsen af virkningerne af klimaændringer på mikrober bliver mere og mere relevant.

Mikrober, herunder bakterier og svampe, er afgørende for at opretholde en sund jord og bekæmpe klimaændringer. Et centralt element i denne sammenhæng er kulstofbinding. Jordmikrober er afgørende for kulstofbinding. Visse bakterier og alger omdanner kuldioxid til organisk stof, som derefter lagres i jorden. Dette hjælper med at fjerne overskydende kuldioxid fra atmosfæren og afbøde virkningerne af global opvarmning.

Nogle af de vigtigste jordmikrober involveret i kulstofbinding er:

• Mykorrhiza svampe: Disse svampe danner gensidige forhold til planterødder og hjælper dem med at absorbere næringsstoffer og vand fra jorden. De spiller også en rolle rolle i kulstofbinding ved at øge mængden af ​​kulstof, der er lagret i jorden.
• Actinobakterier: Disse bakterier er kendt for at nedbryde planteaffald og andet organisk materiale og frigive kuldioxid i processen. De spiller også en rolle i kulstofbinding ved at producere organiske forbindelser, der hjælper med at stabilisere jordens organiske stof.
• Rhizobia: Disse bakterier danner symbiotiske forhold med bælgplanter, fikserer nitrogen fra luften og gør det tilgængeligt for planten. Denne proces hjælper også med at øge mængden af ​​kulstof, der er lagret i jorden.
• Arbuskulære mykorrhizasvampe: Disse svampe danner symbiotiske forhold med en bred vifte af plantearter og spiller en nøglerolle i kulstofbinding ved at øge mængden af ​​kulstof, der er lagret i jorden.
• Proteobakterier: Disse bakterier nedbryder planteaffald og andet organisk materiale og frigiver kuldioxid. De kan dog også spille en rolle rolle i kulstofbinding ved at producere forbindelser, der hjælper med at stabilisere jordens organiske stof.

relateret artikel:

Effekter af global opvarmning på planterødder

Mikrober og nitrogenkredsløbet

Kvælstof er et afgørende næringsstof for plantevækst, men det skal være i den rigtige form for at planter kan bruge det. Jord mikrober spille en grundlæggende rolle i næringsstofkredsløbet. De nedbryder organisk materiale, såsom døde planter og dyr, og frigiver essentielle næringsstoffer til jorden. Planter kan optage disse næringsstoffer og bruge dem til deres vækst og udvikling.

For eksempel kan nitrogenfikserende bakterier, som f.eks Rhizobium, konvertere atmosfærisk nitrogen til en form, som planter kan bruge, såsom ammoniak eller nitrit. Denne proces, kaldet nitrogenfiksering, er afgørende for væksten af ​​mange planter, da nitrogen er en kritisk komponent i proteiner og andre cellulære strukturer. Mikrobernes interaktion med nitrogenkredsløbet er af afgørende betydning for jordens og økosystemernes sundhed.

Disse er nogle af de vigtigste mikrober, der er involveret i nitrogenkredsløbet:

• Nitrogenfikserende bakterier: Disse bakterier, som f.eks Rhizobia y Azotobacter, kan omdanne atmosfærisk nitrogen til en form, der kan bruges af planter. Denne proces, kaldet nitrogenfiksering, er afgørende for plantevækst og økosystemsundhed.
• Ammoniak-oxiderende bakterier: Disse bakterier, som f.eks Nitrosomonas y Nitrosococcus, omdanner ammoniak til nitrit, som er en mellemform for nitrogen.
• Nitrit-oxiderende bakterier: Disse bakterier, som f.eks nitrobacta, omdanne nitrit til nitrat, som er en anden mellemform for nitrogen.
• Denitrificerende bakterier: Disse bakterier, som f.eks Pseudomonas y Paracoccus, omdanner de nitratet tilbage til nitrogengas, som frigives til atmosfæren.

Mikrober og plantevækst

Jordmikrober spiller en grundlæggende rolle i plantevækst. De nedbryder organisk stof, give næringsstoffer, fremmer rodudvikling og beskytter mod sygdomme. Andre mikrober og svampe hjælper med at nedbryde komplekse organiske molekyler, såsom cellulose og lignin, til enklere forbindelser, som planter kan bruge. Denne proces, kendt som nedbrydning, returnerer forskellige næringsstoffer til jorden, såsom kulstof, nitrogen, fosfor og svovl. Jordmikrober producerer også mange Vitaminer og andre forbindelser, der fremmer vækst og absorberes af planter. For eksempel producerer jordbakterier vitamin B12, som er afgørende for planternes vækst og udvikling.

Nogle jordmikrober, såsom mykorrhizasvampe, danner symbiotiske forhold med planterødder. Disse svampe er med til at forbedre vandabsorption og næringsstoffer gennem planters rødder, hvilket fremmer deres vækst og udvikling. Jordmikrober kan også hjælpe med at beskytte planter mod sygdomme. For eksempel producerer visse bakterier antibiotika, der kan dræbe eller hæmme væksten af ​​patogene mikrober, såsom bakterier og svampe, der forårsager plantesygdomme. Samspillet mellem mikrober og planter er en nøglefaktor for landbrugets bæredygtighed.

Næringsstofkredsløbet og dets betydning

Næringskredsløbet hjælper jorden. Ud over nitrogen hjælper jordmikrober med at cirkulere andre næringsstoffer. essentielle næringsstoffer, såsom fosfor og kalium, hvilket gør dem tilgængelige for plantevækst. Denne proces, kendt som næringsstofcyklus, hjælper med at opretholde jordens sundhed og frugtbarhed.

Dette er nogle af de vigtigste mikrober, der er involveret i næringsstofkredsløb:

• Nedbrydere: Disse mikrober, såsom svampe og bakterier, nedbryder dødt organisk materiale og genbruger dets næringsstoffer tilbage i jorden.
• Fosforopløseliggørende bakterier: Disse bakterier, som f.eks Bacillus y Pseudomonas, kan genbruge fosfor fra uopløselige kilder, hvilket gør det tilgængeligt for planter og andre organismer.
• Svovloxiderende bakterier: Disse bakterier, som f.eks Thiobacillus y Beggiatoa, spiller en afgørende rolle i svovlkredsløbet ved at oxidere svovlforbindelser, hvilket gør svovl tilgængeligt for andre organismer i økosystemet.

relateret artikel:

Danakil-ørkenen

Reduktion af jordforurening

Jordmikrober kan reducere din forurening. Mange industrielle processer og forbrugerprodukter frigiver skadelige kemikalier til miljøet, hvilket forurener jorden. Men nogle jordmikrober kan nedbryde disse forurenende stoffer og hjælpe med at rense forurenet jord og beskytte økosystemet. Det er også vigtigt at overveje, hvordan forurening påvirker naturlige biogeokemiske kredsløb.

Når affald nedbrydes, frigiver det metan, en anden potent drivhusgas. Metan er en potent drivhusgas, der bidrager til global opvarmning og kan have en negativ indvirkning på CO2-opsamlingsindsatsen.

Nogle mikrober, især visse typer arkæer og bakterier, er involveret i metanproduktion. Et eksempel på dette er methanogene arkæer. Disse mikrober er ansvarlige for det meste af metanproduktionen i anaerobe miljøer, såsom vådområder, rismarker og fordøjelseskanalen hos drøvtyggere. De producerer metan som et biprodukt af deres metaboliske aktiviteter, som involverer nedbrydning af organisk stof. Dermed bliver det relevant at undersøge, hvordan forurening påvirker Jordens biogeokemiske kredsløb.

Produktionen af ​​metan fra disse mikrober kan frigive betydelige mængder af gassen til atmosfæren, hvilket kan påvirke klima- og kulstofbindingsindsatsen negativt. Det er dog vigtigt at bemærke, at ikke alle mikrober involveret i metanproduktion er skadelige. Nogle mikrober, såsom dem, der er involveret i biogasproduktion, kan udnyttes til at producere vedvarende energi og samtidig reducere drivhusgasemissioner.

Mikrobiom og jordsundhed

Et sundt jordmikrobiom er afgørende for at bevare jordens sundhed og fremme bæredygtigt landbrug. Mikrober spiller en afgørende rolle i jordens mikrobiom sundhed på flere måder:

• Nedbrydning: Mikrober, såsom svampe og bakterier, nedbryder dødt organisk materiale og genbruger dets næringsstoffer tilbage i jorden, hvilket understøtter væksten af ​​planter og andre organismer.
• Næringsstof cyklus: Mikrober spiller en nøglerolle i kredsløbet af essentielle elementer, såsom kulstof, nitrogen, fosfor og svovl, gennem økosystemet. Dette hjælper med at opretholde balancen mellem næringsstoffer i jorden og gør dem tilgængelige for planter og andre organismer.
• Jordstruktur: Mikrober, såsom mykorrhizasvampe, kan hjælpe med at forbedre jordstrukturen ved at danne netværk af hyfer, der binder jordpartikler sammen. Dette kan hjælpe til forbedre vandretention, reducere erosion og øge den generelle jordsundhed.
• Sygdomsundertrykkelse: Mikrober kan hjælpe med at undertrykke plantesygdomme ved at konkurrere med patogener om ressourcer, producere antibiotika og fremme sund rodvækst.
• Skadedyrskontrol: Mikrober kan spille en rolle i skadedyrsbekæmpelse ved at producere toksiner, der er giftige for insekter og andre skadedyr og ved at fremme væksten af ​​skadedyrsresistente planter.

Jordbiologiske test er afgørende for at forstå jordens sundhed og mikrobiomets rolle i afgrødeproduktionen. Biome Makers tilbyder en biologisk jordbundsanalyse kaldet BeCrop Test. BeCrop-testen er praktisk for landmænd, fordi denne biologiske jordbundsanalyse viser blokerede næringsstofveje, mikrobiel diversitet, forholdet mellem svampe og bakterier, påvisning af sygdomsrisiko og hormonproduktion og stresstilpasning. Med disse data kan landmændene ansøge gødning eller biologiske produkter mere præcis til at diagnosticere specifikke problemer, hvilket sparer tid og penge og øger afgrødeudbytte og kvalitet.

relateret artikel:

Ghost Forests: En presserende opfordring til at imødegå klimaændringer

Mikrober og sygdomme

Overførsel og spredning af patogene mikroorganismer, deres replikationshastighed og overlevelse i miljøet, er i høj grad påvirket af nedbør, relativ luftfugtighed, temperatur, saltholdighed og vind. Klimaændringer kan også påvirke fremkomsten og spredningen af infektionssygdomme både i marine og terrestriske miljøer. Det kan også påvirke økosystemernes sundhed, et aspekt der fortjener opmærksomhed, især i forbindelse med effekter af global opvarmning på sundheden.

For eksempel er der en sammenhæng mellem stigende havoverfladetemperaturer og koralsygdomme: opvarmning af havene kan ændre koralmikrobiota, hvilket bidrager til fremkomsten af ​​visse sygdomme. Havforsuring kan forårsage vævsskader hos fisk, svække deres immunforsvar og tilskynde til invasionen af ​​patogene bakterier. Noget lignende sker med padder, når temperaturen stiger. På landniveau er mange plante- og afgrødepatogener følsomme over for temperaturændringer og påvirkes af klimaet.

Stigende antibiotikaresistens blandt nogle menneskelige patogener er også blevet forbundet med klimaændringer. Det er blevet foreslået, at en stigning i temperatur kan begunstige den horisontale overførsel af resistensgener og en stigning i væksthastigheden af ​​patogenet. Vektorbårne patogener, såsom myg og flåter, der overføres gennem mad, luft eller vand, kan være særligt modtagelige for virkningerne af klimaændringer.

Innovationer inden for mikrobiel bioteknologi

Mikrobiel bioteknologi kan levere innovative løsninger til mere bæredygtig udvikling. Forskning er i gang for at genetisk manipulere mikroorganismer for at øge deres evne til at reducere N.₂O til N₂ atmosfærisk for at neutralisere emissionerne af denne gas; Manipuler vommens mikrobiota for at reducere CH-produktionen₄; bruge mikroorganismer til at producere biobrændstoffer og reducere brugen af ​​fossile brændstoffer; eller den nylige transformation af en bakterie til at forbruge CO₂.

Der er ingen tvivl om, at klimaændringer kan påvirke den hastighed, hvormed mikrober omdanner nitrogen og andre biogeokemiske kredsløb. Derfor er det afgørende at forstå mikroorganismers påvirkning af økosystemer, og hvordan disse til gengæld påvirkes af klimaændringer.

Gennem årene har forskning vist, at disse mikroorganismer er essentielle ikke kun for jordsundheden og landbruget, men også for planetens globale sundhed, fungerer som klimaregulatorer og fungerer som naturlige drivhusgasfiltre.

relateret artikel:

Hvad laver en geolog?