Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, как экстремальные погодные явления влияют на почвенных микроорганизмы, предлагая новое понимание рисков, связанных с изменением климата. Поскольку экстремальные погодные явления, такие как экстремальная жара, засухи, наводнения и заморозки, становятся все более распространенными из-за глобального потепления, понимание того, как реагируют почвенные микробы, имеющие решающее значение для функционирования экосистем, было задачей исследования. Микроорганизмы играют ключевую роль в таких природных процессах, как круговорот углерода, который помогает определить, сколько углерода хранится в почве и сколько выбрасывается в атмосферу в виде углекислого газа, основного фактора глобального потепления. Исследователи из Манчестерского университета, работающие с сетью ученых по всей Европе, включая коллег из Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН) собрали образцы почвы с 30 лугов в 10 странах. Каждый участок отбора проб представляет разнообразие биогеографических регионов, представленных в Европе: альпийский (Австрия), субарктический (Швеция), арктический (Исландия), атлантический (Оксфорд и Ланкастер, Великобритания), бореальный (Эстония), континентальный (Германия), средиземноморский (Испания и GR, Греция) и степной климат (Россия). Авторы исследования подвергли образцы почвы воздействию имитированных экстремальных погодных явлений в контролируемых лабораторных условиях, чтобы выяснить, как отреагируют микробы.
Группа обнаружила, что микробные сообщества в почвах из разных частей Европы по-разному реагировали на экстремальные явления. Например, почвы из более прохладного, влажного климата были особенно уязвимы для волн тепла и засух, в то время как почвы из засушливых регионов больше страдали от наводнений.
Однако ученые также обнаружили обнадеживающие закономерности и признаки предсказуемости реакции. В частности, микробы могут «приостанавливать» свою активность и впадать в неактивное состояние — по сути, пережидая сложные условия — при любых погодных условиях.
Один из авторов исследования, профессор РАН Константин Гонгальский, сказал: «Почвенные микроорганизмы – один из главных механизмов функционирования почвенных экосистем. Их способность адаптироваться или бороться с изменением климата напрямую влияет на здоровье почвы, рост растений, производство продуктов питания и хранение углерода. Понимая «стратегию выживания» микроорганизмов при экстремальных погодных событиях, мы можем лучше предсказывать и, возможно, смягчать будущие последствия этих явлений, что дает нам важные знания для защиты уязвимых регионов».
Работа опубликована в журнале Nature: Knight, C.G., Nicolitch, O., Griffiths, R.I., Goodall, T., Jones, B., Weser, C., Langridge, H., Davison, J., Dellavalle, A., Eisenhauer, N., Gongalsky, K.B., Hector, A., Jardine, E., Kardol, P., Maestre, F.T., Schädler, M., Semchenko, M., Stevens, C., Tsiafouli, M.Α., Vilhelmsson, O., Wanek, W., De Vries, F.T., 2024. Soil microbiomes show consistent and predictable responses to extreme events // Nature. 2024. – V. 636. – P. 690–696.