Изглежда, че най-накрая има средство за защита, което освен ефективно е наистина много интересно. Става въпрос за a микроб от поръчката на Methanosarcinales, открита от група изследователи от университета RadBoud в Холандия и Института за морска микробиология Макс Планк в Бремен, Германия, които са подготвили проучване, публикувано в списанието Proceedings of the National Academy на науките.
Много интересна констатация, която може да представлява, без никакво съмнение, преди и след в борбата срещу последиците, които глобалното затопляне може да донесе.
Изследователите вече подозирали, че има микроб, който може да яде не само метан, но и желязо, но досега не са го открили. За щастие те са открили арка, която използва желязо за превръщане на метана във въглероден диоксид. По този начин той намалява количеството желязо, достъпно за други бактерии, като по този начин инициира енергийна каскада, която влияе върху цикъла желязо-метан и емисиите на метан. Освен това, това откритие е част от контекста на текущи изследвания на връзката между гъбите и глобалното затопляне.
И сякаш това не е достатъчно, тези археи могат да превърнат нитрата в амоний, който е храната на бактериите anamnox, които превръща амоняка в азот... Без използване на кислород! Това е особено важно за пречистването на отпадъчни води, както подчерта Боран Картал, микробиолог от Института Макс Планк, който добави:
„Биореактор, съдържащ анаеробен метан и амониево-окисляващи микроорганизми, може да се използва за едновременно преобразуване на амоний, метан и окислен азот в отпадъчни води в азотен газ и въглероден диоксид, които имат много по-нисък потенциал за глобално затопляне.“
Въпреки че са знаели за съществуването на тези зависими от желязо окислители на метан, те не са успели да ги изолират. Те обаче успяха да ги намерят в собствената си колекция от проби и сега може да се използват за ограничаване на глобалното затопляне.
Микробите представляват решаващ ресурс в борбата срещу изменението на климата и глобалното затопляне. С неговия способност за метаболизиране на различни съединения, включително парникови газове, тези микроорганизми се очертават като основни съюзници в смекчаването на вредните емисии.
Решаващата роля на микробите в улавянето на въглерод
Докато хората се опитват да се борят с последиците от изменението на климата, може би е време да се обърнем към микробите като нашето решаващо решение за глобалното затопляне. Микробите са отговорни за много исторически промени в околната среда, които са оформили Земята. Тези малки генератори на живот са оцелели милиарди години и бъдещите изследвания може да съдържат отговорите, които търсим през цялото време. В допълнение, проучването на въздействието на изменението на климата върху микробите става все по-актуален.
Микробите, включително бактерии и гъбички, са от решаващо значение за поддържането на a здрава почва и борба с изменението на климата. Ключов елемент в този контекст е улавяне на въглерод. Почвените микроби са от съществено значение за улавянето на въглерод. Някои бактерии и водорасли превръщат въглероден диоксид в органична материя, която след това се съхранява в почвата. Това помага за премахване на излишния въглероден диоксид от атмосферата, смекчавайки ефектите от глобалното затопляне.
Някои от основните почвени микроби, участващи в улавянето на въглерод, са:
- Микоризни гъби: Тези гъби образуват взаимовръзки с корените на растенията, като им помагат да абсорбират хранителни вещества и вода от почвата. Те също играят роля роля в улавянето на въглерод чрез увеличаване на количеството въглерод, съхраняван в почвата.
- Актинобактерии: Известно е, че тези бактерии разлагат растителни отпадъци и други органични вещества, освобождавайки въглероден диоксид в процеса. Те също играят роля в улавянето на въглерод, като произвеждат органични съединения, които спомагат за стабилизирането на органичната материя в почвата.
- Rhizobia: Тези бактерии образуват симбиотични връзки с бобовите растения, като фиксират азота от въздуха и го правят достъпен за растението. Този процес също помага да се увеличи количеството въглерод, съхраняван в почвата.
- Арбускуларни микоризни гъби: Тези гъби образуват симбиотични връзки с широк спектър от растителни видове и играят ключова роля в улавянето на въглерод чрез увеличаване на количеството въглерод, съхраняван в почвата.
- Протеобактерии: Тези бактерии разлагат растителни отпадъци и други органични вещества, освобождавайки въглероден диоксид. Въпреки това, те също могат да играят роля роля в улавянето на въглерод чрез производство на съединения, които спомагат за стабилизирането на почвената органична материя.
Микробите и азотният цикъл
Азотът е изключително важно хранително вещество за растежа на растенията, но трябва да бъде в правилната форма, за да могат растенията да го използват. Почвени микроби играят основна роля в хранителния цикъл. Те разлагат органични вещества, като мъртви растения и животни, и освобождават основни хранителни вещества в почвата. Растенията могат да абсорбират тези хранителни вещества и да ги използват за своя растеж и развитие.
Например, азотфиксиращи бактерии, като напр Rhizobium, превръщат атмосферния азот във форма, която растенията могат да използват, като амоняк или нитрит. Този процес, наречен фиксиране на азот, е от съществено значение за растежа на много растения, тъй като азотът е критичен компонент на протеините и други клетъчни структури. Взаимодействието на микробите с цикъла на азота е жизнено важно за здравето на почвата и екосистемата.
Това са някои от ключовите микроби, участващи в цикъла на азота:
- Азотфиксиращи бактерии: Тези бактерии, като напр Ризобия y Азотобактер, може да преобразува атмосферния азот във форма, използваема от растенията. Този процес, наречен азотна фиксация, е от съществено значение за растежа на растенията и здравето на екосистемата.
- Бактерии, окисляващи амоняк: Тези бактерии, като напр Nitrosomonas y Нитрозококи, превръщат амоняка в нитрит, който е междинна форма на азота.
- Бактерии, окисляващи нитрити: Тези бактерии, като напр Нитробактер, превръщат нитрита в нитрат, който е друга междинна форма на азота.
- Денитрифициращи бактерии: Тези бактерии, като напр Pseudomonas y Паракок, те превръщат нитрата обратно в азотен газ, който се освобождава в атмосферата.
Микроби и растеж на растенията
Почвените микроби играят основна роля в растежа на растенията. Те разграждат органичните вещества, осигуряват хранителни вещества, насърчават развитието на корените и предпазват от болести. Други микроби и гъби помагат за разграждането на сложни органични молекули, като целулоза и лигнин, до по-прости съединения, които растенията могат да използват. Този процес, известен като разлагане, връща различни хранителни вещества в почвата, като въглерод, азот, фосфор и сяра. Почвените микроби също произвеждат много Витамини и други съединения, които насърчават растежа и се абсорбират от растенията. Например, почвените бактерии произвеждат витамин B12, който е от съществено значение за растежа и развитието на растенията.
Някои почвени микроби, като микоризни гъби, образуват симбиотични връзки с корените на растенията. Тези гъби спомагат за подобряване на водна абсорбция и хранителни вещества чрез корените на растенията, което насърчава техния растеж и развитие. Почвените микроби също могат да помогнат за защитата на растенията от болести. Например, някои бактерии произвеждат антибиотици, които могат да убиват или инхибират растежа на патогенни микроби, като бактерии и гъбички, които причиняват болести по растенията. Взаимодействието между микроби и растения е ключов фактор за устойчивостта на земеделието.
Хранителният цикъл и неговото значение
Цикълът на хранителни вещества помага на почвата. В допълнение към азота, почвените микроби помагат за цикъла на други хранителни вещества. основни хранителни вещества, като фосфор и калий, което ги прави достъпни за растежа на растенията. Този процес, известен като кръговрат на хранителните вещества, помага за поддържане на здравето и плодородието на почвата.
Това са някои от ключовите микроби, участващи в кръговрата на хранителните вещества:
- Разложители: Тези микроби, като гъбички и бактерии, разлагат мъртвата органична материя и рециклират нейните хранителни вещества обратно в почвата.
- Бактерии, разтварящи фосфор: Тези бактерии, като напр бацил y Pseudomonas, може да рециклира фосфора от неразтворими източници, като го прави достъпен за растенията и други организми.
- Сяроокисляващи бактерии: Тези бактерии, като напр Тиобацилус y Бегиатоа, играят решаваща роля в цикъла на сярата, като окисляват серните съединения, правейки сярата достъпна за други организми в екосистемата.
Намаляване на замърсяването на почвата
Почвените микроби могат да намалят вашето замърсяване. Много промишлени процеси и потребителски продукти отделят вредни химикали в околната среда, замърсявайки почвата. Но някои почвени микроби могат да разграждат тези замърсители, помагайки за почистване на замърсената почва и защита на екосистемата. Също така е важно да се обмисли как замърсяването засяга естествените биогеохимични цикли.
Когато отпадъците се разлагат, те освобождават метан, друг мощен парников газ. Метанът е мощен парников газ, който допринася за глобалното затопляне и може да повлияе отрицателно на усилията за улавяне на въглерод.
Някои микроби, особено някои видове археи и бактерии, участват в производството на метан. Пример за това са метаногенните археи. Тези микроби са отговорни за по-голямата част от производството на метан в анаеробни среди, като влажни зони, оризища и храносмилателния тракт на преживните животни. Те произвеждат метан като страничен продукт от техните метаболитни дейности, които включват разлагане на органична материя. По този начин става уместно да се изследва как замърсяването засяга биогеохимичните цикли на Земята.
Производството на метан от тези микроби може да освободи значителни количества от газа в атмосферата, което може да повлияе отрицателно на климата и усилията за улавяне на въглерод. Важно е обаче да се отбележи, че не всички микроби, участващи в производството на метан, са вредни. Някои микроби, като тези, участващи в производството на биогаз, могат да бъдат използвани за производство на възобновяема енергия, като същевременно намаляват емисиите на парникови газове.
Микробиома и здравето на почвата
Здравият почвен микробиом е от съществено значение за поддържане на здравето на почвата и насърчаване на устойчиво земеделие. Микробите играят решаваща роля за здравето на почвения микробиом по няколко начина:
- Разлагане: Микробите, като гъбички и бактерии, разграждат мъртвата органична материя и рециклират нейните хранителни вещества обратно в почвата, подпомагайки растежа на растенията и други организми.
- Хранителен цикъл: Микробите играят ключова роля в кръговрата на основни елементи, като въглерод, азот, фосфор и сяра, през екосистемата. Това спомага за поддържането на баланса на хранителните вещества в почвата и ги прави достъпни за растенията и другите организми.
- Структура на почвата: Микробите, като микоризните гъби, могат да помогнат за подобряване на структурата на почвата чрез образуване на мрежи от хифи, които свързват почвените частици заедно. Това може да помогне за подобряване на задържането на вода, намаляват ерозията и подобряват цялостното здраве на почвата.
- Потискане на болестта: Микробите могат да помогнат за потискане на болестите по растенията, като се конкурират с патогените за ресурси, произвеждат антибиотици и насърчават здравословния растеж на корените.
- Контрол на вредителите: Микробите могат да играят роля в контрола на вредителите, като произвеждат токсини, които са токсични за насекоми и други вредители, и като насърчават растежа на растения, устойчиви на вредители.
Биологичното изпитване на почвата е жизненоважно за разбирането на здравето на почвата и ролята на микробиома в производството на култури. Biome Makers предлага биологичен анализ на почвата, наречен BeCrop Test. Тестът BeCrop е практичен за фермерите, защото този биологичен анализ на почвата показва блокирани хранителни пътища, микробно разнообразие, връзката между гъбички и бактерии, откриване на риск от заболяване и производство на хормони и адаптация към стреса. С тези данни фермерите могат да кандидатстват торове или биологични продукти по-точно диагностициране на специфични проблеми, спестяване на време и пари и увеличаване на добива и качеството на реколтата.
Микроби и болести
Предаването и разпространението на патогенни микроорганизми, скоростта на тяхното размножаване и оцеляването им в околната среда се влияят значително от валежите, относителната влажност, температурата, солеността и вятъра. Изменението на климата също може да повлияе на появата и разпространението на инфекциозни заболявания както в морска, така и в земна среда. Може също така да повлияе на здравето на екосистемите, аспект, който заслужава внимание, особено в контекста на ефектите от глобалното затопляне върху здравето.
Например, има връзка между покачващите се температури на морската повърхност и заболяванията на коралите: затоплянето на океаните може да промени микробиотата на коралите, допринасяйки за появата на определени заболявания. Подкисляването на океана може да причини увреждане на тъканите на рибите, отслабвайки имунната им система и насърчавайки инвазията на патогенни бактерии. Нещо подобно се случва със земноводните, когато температурите се покачат. На сухоземно ниво много растителни и културни патогени са чувствителни към температурни промени и се влияят от климата.
Увеличаването на антибиотичната резистентност сред някои човешки патогени също е свързано с изменението на климата. Предполага се, че повишаването на температурата може да благоприятства хоризонталния трансфер на резистентни гени и увеличаване на скоростта на растеж на патогена. Патогените, пренасяни от вектори, като комари и кърлежи, предавани чрез храна, въздух или вода, могат да бъдат особено податливи на ефектите от изменението на климата.
Иновации в микробната биотехнология
Микробната биотехнология може да осигури иновативни решения за по-устойчиво развитие. Провеждат се изследвания за генетично манипулиране на микроорганизми, за да се увеличи способността им да намаляват N.2O до N2 атмосферни, така че да се неутрализират емисиите на този газ; Манипулирайте микробиотата на търбуха, за да намалите производството на CH4; използване на микроорганизми за производство на биогорива и намаляване на използването на изкопаеми горива; или скорошната трансформация на бактерия да консумира CO2.
Няма съмнение, че изменението на климата може да повлияе на скоростта, с която микробите трансформират азота и други биогеохимични цикли. Ето защо е изключително важно да се разбере въздействието на микроорганизмите върху екосистемите и как те от своя страна се влияят от изменението на климата.
През годините изследванията показват, че тези микроорганизми са от съществено значение не само за здравето на почвата и селското стопанство, но и за глобалното здраве на планетата, действащи като климатични регулатори и функциониращи като естествени филтри за парникови газове.
