01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Науки о Земле
18 января

Потепление «развяжет руки» микробам в мерзлоте Арктики

Alexandre M. Anesio/Getty Images

Международный коллектив ученых при участии специалистов Красноярского научного центра СО РАН и Центрального сибирского ботанического сада СО РАН исследовал процессы стабилизации органического вещества в почвах вечной мерзлоты Сибири. Оказалось, что содержание доступных для микробного разложения органических веществ в мерзлотных почвах не уменьшается с глубиной, как это происходит в более южных широтах. Результаты работы опубликованы в журнале Soil Biology and Biochemistry.

Количество органического углерода, который хранят в себе почвы, фактически втрое превышает его запасы в атмосфере. Уменьшение запасов почвенного органического вещества может привести к увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере и повлечет за собой климатические изменения. В последнее десятилетие было доказано, что около половины всех суммарных запасов углерода в почвах планеты содержится в толще мерзлоты Арктики.

«Органическое вещество, захороненное в мерзлоте, надежно защищено от микробов холодом и высокой влажностью. Ученые предсказывали, что деградация вечной мерзлоты, вызванная изменением климата, может привести к разложению органики и, как следствие, увеличению выбросов в атмосферу парниковых газов. Но не зная состав и химические свойства “законсервированных” в почвах Арктики соединений, содержащих углерод, невозможно точно оценить их уязвимость к микроорганизмам», — рассказал один из авторов статьи, директор Института почвоведения Ганноверского университета Георг Гуггенбергер.

Для того чтобы определить источники происхождения органического вещества и оценить степень его микробного разложения ученые использовали биомаркеры — продукты окисления лигнина (полимера из твердых стенок растительных клеток) и нейтральные сахара. Нейтральные сахара поступают в почву из растительных остатков или микробных выделений. Микробы могут их легко утилизировать. Лигнин имеет исключительно растительное происхождение и, в отличие от сахаров, устойчив к микробной атаке. Для его деградации необходим кислород и специализированные микроорганизмы.

Выяснилось, что, в отличие от умеренных и тропических широт, в глубине арктических почв мало микробных сахаров и много производных лигнина и растительных сахаров. Получается, что в почвах Арктики бактерии вновь используют продукты собственного метаболизма, не вовлекая в цикл переработки растительные остатки. Это происходит из-за специфических условий, неблагоприятных для некоторых групп микроорганизмов и в то же время способствующих развитию бактерий, перерабатывающих продукты жизнедеятельности друг друга. Во многом это связано с влажностью, отсутствием кислорода и пространственной разобщенностью микроорганизмов и необходимых для их развития веществ в почве. В результате мерзлота накапливает растительную органику.

«Можно сказать, что в случае потепления и увеличения доступа кислорода в нижние горизонты мерзлотных почв система переключится из одного режима функционирования в другой. От пассивного накопления органического углерода и преобладания внутренних микробных циклов — к традиционной цепочке последовательных микробных преобразований органического вещества и интенсивного выделения углекислоты в атмосферу», — пояснила один из участников исследования, старший научный сотрудник Института леса им. В.Н. Сукачева Красноярского научного центра СО РАН Ольга Шибистова.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое