Các nghiên cứu khoa học đã đưa ra ánh sáng mới về các vi khuẩn đất có vai trò phức tạp trong việc ảnh hưởng đến hệ sinh thái, nồng độ carbon trong khí quyển và khí hậu.
LONDON, 28 tháng 3, 2017 - Các nhà khoa học khí hậu bối rối trước sự lưu thông của carbon giữa đất và không khí có thể phải suy nghĩ sâu hơn về vai trò của các vi khuẩn đất - cư dân nhỏ nhất hành tinh.
Một nhóm nghiên cứu vừa phát hiện ra rằng các vi khuẩn trong đất thực sự có thể làm sáng màu của đất khô cằn phản chiếu nhiều ánh sáng hơn và dội lại nhiều năng lượng bức xạ vào không gian.
Người khác có xác định một nguồn carbon không khí bất ngờ: 17% lượng carbon trong đất vào khí quyển từ vùng ngập lũ có nguồn gốc từ các vi sinh vật ở độ sâu hơn hai mét.
Và một nhóm thứ ba đã xác định vi khuẩn đất có thể giúp cây sống sót sau hạn hán, và nâng cao năng suất cây trồng ở các vùng đất khô hạn như Arizona, Israel và Thung lũng sông Nile.
Loài vi khuẩn đất
Về cơ bản, cả ba nghiên cứu đều là báo cáo từ một biên giới mới. Hầu như hệ sinh thái ít được biết đến nhất trên hành tinh là cái dưới chân chúng ta: một nhúm đất nhỏ là nhà của hàng trăm loài vi khuẩn và số lượng trong mỗi nhúm có thể được tính bằng hàng tỷ.
Những gì các thực thể này làm và cách chúng tương tác với nhau vẫn là một câu đố để được ghép lại với nhau.
Vì vậy, trong mọi trường hợp, nghiên cứu không đầy đủ. Nhưng mỗi nghiên cứu đại diện cho một khía cạnh mới về sự phức tạp của các tương tác giữa thực vật có hoa, khí quyển và đá gốc, và tất cả các tương tác này được trung gian bởi các vi khuẩn.
Vùng đất khô bao phủ 40% bề mặt đất của hành tinh. Những vùng đất khô cằn này có thể trông vô hồn, nhưng da của sa mạc vẫn còn sống với sự pha trộn của rêu, địa y và vi khuẩn lam hình thành lớp vỏ đất sinh học, hay lớp sinh học.
Các nhà khoa học từ Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ viết trên tạp chí Khoa học Báo cáo họ đã đo các ô vuông của các biocrusts này trên Cao nguyên Colorado và thử nghiệm chúng với các mức độ ấm và lượng mưa khác nhau.
Họ đã theo dõi các phản ứng của biocrusts và họ cũng đã tính được lượng năng lượng mặt trời mà chúng phản xạ trở lại bầu khí quyển.
Các nhà khoa học khí hậu gọi đây là hiệu ứng albedovà nó đóng một vai trò quan trọng trong các mô hình khí hậu.
Sự pha trộn giữa nhiều ấm hơn và nhiều nước biến đổi bề mặt tối hơn thành đất nhẹ với tốc độ có thể đủ để làm chậm tốc độ nóng lên toàn cầu.
Thông tin này là một bước quan trọng để hiểu khí hậu và có thể hữu ích trong việc phát triển các mô hình khí hậu trong tương lai.
Nhưng, cũng như vậy, việc chuyển đổi từ rêu và địa y sang vi khuẩn lam làm sáng đất có thể làm tăng tốc độ xói mòn đất, làm giảm độ phì của đất và làm chậm quá trình loại bỏ khí carbon dioxide nhà kính khỏi khí quyển.
Phát hiện ra rằng tác động của biến đổi khí hậu đối với sinh vật học có thể phản hồi lại khí hậu trong tương lai là một yếu tố quan trọng chưa từng được xem xét trong quá khứ, theo ông Austin Rutherford, một nhà sinh vật học tại Đại học Arizona, người dẫn đầu nghiên cứu.
Thông tin này là một bước quan trọng để hiểu khí hậu và có thể hữu ích trong việc phát triển các mô hình khí hậu trong tương lai.
Một nhóm thứ hai báo cáo trong Tạp chí Khu vựcose rằng họ nhìn sâu hơn một chút so với lớp sinh học ở bề mặt.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra ba năm trước, sâu bên dưới Great Plains của Mỹ kho báu khổng lồ của đất giàu carbon cổ đại. Giả định là, hiện tại, carbon này đã được chôn cất an toàn.
Nhưng một đội từ Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley ở California đã đo dòng khí carbon dioxide từ vùng lũ sông Colorado và phát hiện ra rằng gần một phần năm lượng carbon vào khí quyển đến từ các vi khuẩn đất bận rộn ở độ sâu giữa hai mét và 3.5 - một đóng góp chưa được bao gồm trong mô hình của hệ Trái đất.
Đây là dưới độ sâu rễ, trong vùng vadose xa bên dưới lớp đất mặt nhưng phía trên mực nước. Và ngay cả trong khu vực được cho là trơ này, các vi khuẩn đất vẫn đóng vai trò trong vòng đời.
Theo một nhóm từ Đại học Northern Arizona, một số vi khuẩn có thể chơi một thứ thậm chí còn có giá trị hơn. Các nhà khoa học báo cáo trên tạp chí Plant and Soil họ đã phân tích các nghiên cứu 52 từ khắp nơi trên thế giới để xác định một chút ma thuật vi sinh vật.
Máy vi tính
Khi cây trồng được cung cấp vi khuẩn rhizobacteria thúc đẩy tăng trưởng - vi khuẩn xâm chiếm rễ - năng suất của rau và hạt tăng 20% lên 45% trong một đợt hạn hán, so với cây được tưới nước tốt. Vì vậy, với sự giúp đỡ từ một bộ máy thao tác siêu nhỏ, những cây đang vật lộn với nước thậm chí còn tốt hơn những cây được tưới.
Điều này thực sự là bất ngờ. Cây trồng phụ thuộc vào vi khuẩn đất cho chất dinh dưỡng và bảo vệ chống lại sâu bệnh đã được biết đến. Nhưng nghiên cứu mới nhất cho thấy rằng một số vi khuẩn đất nhất định mang lại hiệu quả bảo vệ đáng kể và hiệu quả trong thời gian cây bị căng thẳng do hạn hán.
Khá như thế nào và tại sao những vi khuẩn rhizobacteria đặc biệt này mang lại lợi thế này cho vật chủ thực vật của chúng là một câu đố tiến hóa vẫn phải được giải quyết bằng thí nghiệm.
Nhưng theo ước tính của Liên Hợp Quốc, thế giới mất hàng triệu triệu ha đất trồng trọt bị hạn hán và sa mạc, do đó, phát hiện này cuối cùng có thể có giá trị đối với nông dân ở vùng đất dễ bị hạn hán vào thời điểm khí hậu bắt đầu thay đổi tiếp tục phát triển
Và việc khôi phục các vùng đất khô dễ bị tổn thương thành màu xanh lá cây, quang hợp tiêu thụ carbon trong khí quyển sẽ lần lượt đưa trở lại hệ thống khí hậu hành tinh.
Điều đó, hiện tại, vẫn chỉ là một hy vọng, và còn rất nhiều nghiên cứu cần phải được thực hiện. Nhưng, một lần nữa, đó là một lời nhắc nhở rằng các sinh vật quan trọng nhất trên hành tinh có thể là sự suy thoái nhất: những công dân vô hình của mặt đất dưới chân chúng ta. - Mạng tin tức khí hậu
