Cum microbii pot încetini încălzirea globală

Se pare că există în cele din urmă un remediu care, pe lângă faptul că este eficient, este cu adevărat foarte interesant. Este vorba despre un microb din ordinul Methanosarcinales care a fost găsit de un grup de cercetători de la Universitatea RadBoud din Olanda și de la Institutul Max Planck pentru Microbiologie Marină din Bremen, Germania, care au pregătit un studiu care a fost publicat în revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

O constatare foarte interesantă care ar putea reprezenta, fără nici o îndoială, un înainte și un după în lupta împotriva consecințelor pe care încălzirea globală le-ar putea aduce.

Cercetătorii au bănuit deja că există un microb care ar putea mânca nu numai metan, ci și fier, dar până acum nu l-au găsit. Din fericire, au descoperit un arc care folosește fierul pentru a transforma metanul în dioxid de carbon. Procedând astfel, reduce cantitatea de fier disponibilă pentru alte bacterii, inițiind astfel o cascadă de energie care influențează ciclul fier-metan și emisiile de metan. În plus, această descoperire face parte dintr-un context de cercetare în curs privind relația dintre ciuperci și încălzirea globală.

Și, ca și când acest lucru nu ar fi suficient, aceste arhee pot transforma nitrații în amoniu, care este hrana bacteriilor anamnox, care transformă amoniacul în azot... Fără a folosi oxigen! Acest lucru este deosebit de relevant pentru tratarea apelor uzate, după cum a subliniat Boran Kartal, microbiolog la Institutul Max Planck, care a adăugat:

„Un bioreactor care conține metan anaerob și microorganisme de oxidare a amoniului poate fi folosit pentru a transforma simultan amoniul, metanul și azotul oxidat din apele uzate în azot gazos și dioxid de carbon, care au un potențial de încălzire globală mult mai scăzut.”

Deși știau de existența acestor oxidanți de metan dependenți de fier, nu reușiseră să-i izoleze. Cu toate acestea, au reușit să le găsească în propria colecție de mostre, iar acum pot fi folosite pentru a reduce încălzirea globală.

Microbii reprezintă o resursă crucială în lupta împotriva schimbărilor climatice și a încălzirii globale. Cu ale lui capacitatea de a metaboliza diferiți compuși, inclusiv gazele cu efect de seră, aceste microorganisme apar ca aliați esențiali în atenuarea emisiilor dăunătoare.

Rolul crucial al microbilor în captarea carbonului

Pe măsură ce oamenii încearcă să combată efectele schimbărilor climatice, ar putea fi timpul să apelăm la microbi ca soluție crucială pentru încălzirea globală. Microbii sunt responsabili pentru multe schimbări istorice ale mediului care au modelat Pământul. Acești minusculi generatori de viață au supraviețuit de miliarde de ani, iar cercetările viitoare ar putea conține răspunsurile pe care le-am căutat tot timpul. În plus, studiul efectele schimbărilor climatice asupra microbilor devine din ce în ce mai relevantă.

Microbii, inclusiv bacteriile și ciupercile, sunt cruciali pentru menținerea a sol sănătos și combaterea schimbărilor climatice. Un element cheie în acest context este captarea carbonului. Microbii din sol sunt esențiali pentru captarea carbonului. Anumite bacterii și alge transformă dioxid de carbon în materie organică, care este apoi depozitată în sol. Acest lucru ajută la eliminarea excesului de dioxid de carbon din atmosferă, atenuând efectele încălzirii globale.

Unii dintre principalii microbi din sol implicați în captarea carbonului sunt:

• Ciuperci micorizice: Aceste ciuperci formează relații mutualiste cu rădăcinile plantelor, ajutându-le să absoarbă nutrienții și apa din sol. De asemenea, joacă un rol rol în captarea carbonului prin creşterea cantităţii de carbon stocat în sol.
• Actinobacteriile: Se știe că aceste bacterii descompun gunoiul vegetal și alte materii organice, eliberând dioxid de carbon în proces. Ele joacă, de asemenea, un rol în captarea carbonului prin producerea de compuși organici care ajută la stabilizarea materiei organice din sol.
• Rizobie: Aceste bacterii formează relații simbiotice cu leguminoasele, fixând azotul din aer și făcându-l disponibil plantei. Acest proces ajută, de asemenea, la creșterea cantității de carbon stocat în sol.
• Ciuperci micorizale arbusculare: Aceste ciuperci formează relații simbiotice cu o gamă largă de specii de plante și joacă un rol cheie în captarea carbonului prin creșterea cantității de carbon stocată în sol.
• Proteobacterii: Aceste bacterii descompun gunoiul vegetal și alte materii organice, eliberând dioxid de carbon. Cu toate acestea, ele pot juca și un rol rol în captarea carbonului prin producerea de compuși care ajută la stabilizarea materiei organice din sol.

Articol asociat:

Efectele încălzirii globale asupra rădăcinilor plantelor

Microbii și ciclul azotului

Azotul este un nutrient esențial pentru creșterea plantelor, dar trebuie să fie în forma potrivită pentru ca plantele să-l folosească. Microbii din sol joacă un rol fundamental în ciclul nutrienților. Ele descompun materia organică, cum ar fi plantele și animalele moarte, și eliberează substanțe nutritive esențiale în sol. Plantele pot absorbi acești nutrienți și îi pot folosi pentru creșterea și dezvoltarea lor.

De exemplu, bacteriile fixatoare de azot, cum ar fi rizobiu, transformă azotul atmosferic într-o formă pe care plantele o pot folosi, cum ar fi amoniacul sau nitritul. Acest proces, numit fixarea azotului, este esențial pentru creșterea multor plante, deoarece azotul este o componentă critică a proteinelor și a altor structuri celulare. Interacțiunea microbilor cu ciclul azotului este de o importanță vitală pentru sănătatea solului și a ecosistemului.

Aceștia sunt câțiva dintre microbii cheie implicați în ciclul azotului:

• Bacteriile fixatoare de azot: Aceste bacterii, cum ar fi Rizobia y Azotobacter, poate transforma azotul atmosferic într-o formă utilizabilă de către plante. Acest proces, numit fixare a azotului, este esențial pentru creșterea plantelor și sănătatea ecosistemului.
• Bacteriile oxidante de amoniac: Aceste bacterii, cum ar fi Nitrosomonas y Nitrozococ, transformă amoniacul în nitrit, care este o formă intermediară de azot.
• Bacteriile oxidante de nitriți: Aceste bacterii, cum ar fi Nitrobacter, transformă nitritul în nitrat, care este o altă formă intermediară de azot.
• Bacteriile denitrificatoare: Aceste bacterii, cum ar fi Pseudomonas y Paracoc, ele transformă nitratul înapoi în azot gazos, care este eliberat în atmosferă.

Microbii și creșterea plantelor

Microbii din sol joacă un rol fundamental în creșterea plantelor. Ele descompun materia organică, furnizează nutrienți, promovează dezvoltarea rădăcinilor și protejează împotriva bolilor. Alți microbi și ciuperci ajută la descompunerea moleculelor organice complexe, cum ar fi celuloza și lignina, în compuși mai simpli pe care îi pot folosi plantele. Acest proces, cunoscut sub numele de descompunere, returnează solului diferiți nutrienți, cum ar fi carbonul, azotul, fosforul și sulful. Microbii din sol produc, de asemenea, mulți vitamine și alți compuși care favorizează creșterea și sunt absorbiți de plante. De exemplu, bacteriile din sol produc vitamina B12, care este esențială pentru creșterea și dezvoltarea plantelor.

Unii microbi din sol, cum ar fi ciupercile micorizale, formează relații simbiotice cu rădăcinile plantelor. Aceste ciuperci ajută la îmbunătățirea absorbtia apei și nutrienți prin rădăcinile plantelor, ceea ce favorizează creșterea și dezvoltarea acestora. Microbii din sol pot ajuta, de asemenea, la protejarea plantelor de boli. De exemplu, anumite bacterii produc antibiotice care pot ucide sau inhiba creșterea microbilor patogeni, cum ar fi bacteriile și ciupercile, care provoacă boli ale plantelor. Interacțiunea dintre microbi și plante este un factor cheie pentru sustenabilitatea agriculturii.

Ciclul nutrienților și importanța acestuia

Ciclul nutrițional ajută solul. Pe lângă azot, microbii din sol ajută la ciclul altor nutrienți. nutrienți esențiali, cum ar fi fosforul și potasiul, făcându-le disponibile pentru creșterea plantelor. Acest proces, cunoscut sub numele de ciclul nutrienților, ajută la menținerea sănătății și fertilității solului.

Aceștia sunt câțiva dintre microbii cheie implicați în ciclul nutrienților:

• Descompunători: Acești microbi, cum ar fi ciupercile și bacteriile, descompun materia organică moartă și reciclează nutrienții ei înapoi în sol.
• Bacteriile solubilizante în fosfor: Aceste bacterii, cum ar fi bacil y Pseudomonas, poate recicla fosforul din surse insolubile, făcându-l disponibil pentru plante și alte organisme.
• Bacteriile oxidante de sulf: Aceste bacterii, cum ar fi Tiobacil y Beggiatoa, joacă un rol crucial în ciclul sulfului prin oxidarea compușilor sulfului, făcând sulful disponibil pentru alte organisme din ecosistem.

Articol asociat:

desertul Danakil

Reducerea poluării solului

Microbii din sol vă pot reduce contaminare. Multe procese industriale și produse de consum eliberează substanțe chimice nocive în mediu, poluând solul. Dar unii microbi din sol pot descompune acești contaminanți, ajutând la curățarea solului contaminat și la protejarea ecosistemului. De asemenea, este important să se ia în considerare modul în care poluarea afectează ciclurile biogeochimice naturale.

Când deșeurile se descompun, eliberează metan, un alt gaz cu efect de seră puternic. Metanul este un gaz cu efect de seră puternic care contribuie la încălzirea globală și poate avea un impact negativ asupra eforturilor de captare a carbonului.

Unii microbi, în special anumite tipuri de arhee și bacterii, sunt implicați în producția de metan. Un exemplu în acest sens este arhea metanogenă. Acești microbi sunt responsabili pentru cea mai mare parte a producției de metan în mediile anaerobe, cum ar fi zonele umede, orezele și tractul digestiv al rumegătoarelor. Ei produc metan ca produs secundar al activităților lor metabolice, care implică descompunerea materiei organice. Astfel, devine relevant să se investigheze modul în care poluarea afectează ciclurile biogeochimice ale Pământului.

Producția de metan de către acești microbi poate elibera cantități semnificative de gaz în atmosferă, ceea ce poate avea un impact negativ asupra climei și eforturilor de sechestrare a carbonului. Cu toate acestea, este important de reținut că nu toți microbii implicați în producția de metan sunt dăunători. Unii microbi, cum ar fi cei implicați în producția de biogaz, pot fi valorificați pentru a produce energie regenerabilă, reducând în același timp emisiile de gaze cu efect de seră.

Microbiomul și sănătatea solului

Un microbiom al solului sănătos este esențial pentru menținerea sănătății solului și pentru promovarea agriculturii durabile. Microbii joacă un rol crucial în sănătatea microbiomului solului în mai multe moduri:

• Descompunere: Microbii, cum ar fi ciupercile și bacteriile, descompun materia organică moartă și reciclează nutrienții acesteia înapoi în sol, susținând creșterea plantelor și a altor organisme.
• Ciclul nutrientilor: Microbii joacă un rol cheie în ciclul elementelor esențiale, cum ar fi carbonul, azotul, fosforul și sulful, prin ecosistem. Acest lucru ajută la menținerea echilibrului nutrienților din sol și îi pune la dispoziție plantelor și altor organisme.
• Structura solului: Microbii, cum ar fi ciupercile micorizale, pot ajuta la îmbunătățirea structurii solului prin formarea de rețele de hife care leagă particulele de sol. Acest lucru poate ajuta la îmbunătățirea retenției de apă, reduce eroziunea și crește sănătatea generală a solului.
• Suprimarea bolii: Microbii pot ajuta la suprimarea bolilor plantelor concurând cu agenții patogeni pentru resurse, producând antibiotice și promovând creșterea rădăcinilor sănătoase.
• Controlul dăunătorilor: Microbii pot juca un rol în controlul dăunătorilor prin producerea de toxine care sunt toxice pentru insecte și alți dăunători și prin promovarea creșterii plantelor rezistente la dăunători.

Testarea biologică a solului este vitală pentru înțelegerea sănătății solului și a rolului microbiomului în producția de culturi. Biome Makers oferă o analiză biologică a solului numită BeCrop Test. Testul BeCrop este practic pentru fermieri, deoarece această analiză biologică a solului arată căile nutritive blocate, diversitatea microbiană, relația dintre ciuperci și bacterii, detectarea riscului de boală și producția de hormoni și adaptarea la stres. Cu aceste date, fermierii pot aplica îngrășăminte sau produse biologice mai precis pentru a diagnostica probleme specifice, economisind timp și bani și crescând randamentul și calitatea recoltei.

Articol asociat:

Păduri fantomă: un apel urgent pentru a aborda schimbările climatice

Microbi și boli

Transmiterea și răspândirea microorganismelor patogene, rata lor de replicare și supraviețuirea în mediu sunt influențate în mare măsură de precipitații, umiditate relativă, temperatură, salinitate și vânt. Schimbările climatice pot afecta, de asemenea, apariția și răspândirea boli infecțioase atât în ​​mediul marin cât și în cel terestru. Poate influența și sănătatea ecosistemelor, aspect care merită atenție, mai ales în contextul efectele încălzirii globale asupra sănătății.

De exemplu, există o legătură între creșterea temperaturii suprafeței mării și bolile coralilor: încălzirea oceanelor poate altera microbiota coralilor, contribuind la apariția anumitor boli. Acidificarea oceanelor poate provoca leziuni tisulare la pești, slăbindu-le sistemul imunitar și încurajând invazia bacteriilor patogene. Ceva similar se întâmplă cu amfibieni atunci când temperaturile cresc. La nivel terestru, mulți agenți patogeni ai plantelor și culturilor sunt sensibili la schimbările de temperatură și sunt influențați de climă.

Creșterea rezistenței la antibiotice în rândul unor agenți patogeni umani a fost, de asemenea, legată de schimbările climatice. S-a sugerat că o creștere a temperaturii poate favoriza transferul orizontal al genelor de rezistență și o creștere a ratei de creștere a agentului patogen. Agenții patogeni transmisi prin vectori, cum ar fi țânțarii și căpușele, transmisi prin alimente, aer sau apă pot fi deosebit de sensibili la efectele schimbărilor climatice.

Inovații în biotehnologia microbiană

Biotehnologia microbiană poate oferi soluții inovatoare pentru o dezvoltare mai durabilă. Sunt în curs de desfășurare cercetări pentru a manipula genetic microorganismele pentru a le crește capacitatea de a reduce N.₂O la N₂ atmosferice, astfel încât să se neutralizeze emisiile acestui gaz; Manipulați microbiota rumenului pentru a reduce producția de CH₄; folosirea microorganismelor pentru producerea de biocombustibili și reducerea consumului de combustibili fosili; sau transformarea recentă a unei bacterii pentru a consuma CO₂.

Nu există nicio îndoială că schimbările climatice pot afecta rata la care microbii transformă azotul și alte cicluri biogeochimice. Prin urmare, este crucial să înțelegem impactul microorganismelor asupra ecosistemelor și modul în care acestea, la rândul lor, sunt afectate de schimbările climatice.

De-a lungul anilor, cercetările au arătat că aceste microorganisme sunt esențiale nu numai pentru sănătatea solului și agricultură, ci și pentru sănătatea globală a planetei, acționând ca regulatori climatici și funcționând ca filtre naturale pentru gazele cu efect de seră.

Articol asociat:

Ce face un geolog?