Forskere har oppdaget kraftige fysiologiske reaksjoner i jordbakterier som følge av lang tids oppvarming. Nå vet de mer om hva som skjer med bakteriene i jord ved global oppvarming.
Temperaturøkningen i seg selv gjør at bakteriene i jorda kan jobbe raskere og produsere mer CO2, men dette utarmer jordsmonnet.
Kombinasjonen av temperaturøkning og utarming tvinger frem et vekttap som kan føre til slankere og kanskje mindre bakterieceller i en varmere fremtid.
– Våre målinger viser at ved oppvarming så går bakterieceller i jorda ned i vekt. På en måte kan man si at global oppvarming tvinger bakteriene til å slanke seg ved å kvitte seg med mye av apparatet sitt for proteinproduksjon, sier forsker Alexander Tveit ved UiT Norges arktiske universitet.
Varm jord i Reykjavik
Andrea Söllinger forsker på arktisk og marin biologi ved UiT. Sammen med Tveit, andre forskere og studenter har hun undersøkt et stort forsøksområde i Hveragerði utenfor Reykjavik.
Her har varmen fra bergartene under jordens overflate varmet opp deler av jordsmonnet i mer enn 50 år. Samtidig har andre deler av området blitt varmet siden jordskjelvet i 2008.
– Dette er et av de største og mest naturtro forsøkene som ser på effektene av global oppvarming på planter, jordsmonn, bakterier og annet liv, forteller Söllinger.
Masterstudent Laureen Ahlers (t.v.) og postdoktor Andrea Söllinger i felt på Island.(Foto: Mathilde Borg Dahl)
Jordbakterier er viktig for planter
Jord er et stort karbonlager. Såkalt jordhelse er derfor av kritisk betydning for verdens mulighet til å produsere nok mat.
Hvordan de store mengdene med bakterier i jorda reagerer på oppvarming vil ifølge forskerne være avgjørende for hvordan planter og annet liv som avhenger av jord også reagerer på eventuelle endringer.
Om store mengder CO2 vil kunne slippe ut fra jorda til atmosfæren, vil dette også påvirke den globale karbonsyklusen.
Forskerne mener at kunnskap om jord og jordbakterier er nødvendig for at vi skal kunne tilpasse oss fremtiden.
Største og mest naturtro forsøk
Jordsmonnet utenfor Reykjavik er cirka seks grader varmere enn områdene rundt, men har naturlige svingninger alt etter vær og årstider. For forskerne er det viktig å hente prøver og data i felt under slike naturlige forhold.
Söllinger må likevel analysere disse prøvene fra Island mer nøyaktig i universitetslaboratoriet i Tromsø.
– Denne studien viser tydelig hvor ekstremt dyktige bakterier er på å justere seg etter omgivelsene og finne den beste måten å leve på. Noe som også er veldig interessant er at det er bakterienes proteinfabrikker som gjennomgår de største endringene, sier Söllinger.
Hun forklarer at også vi har slike proteinfabrikker i cellene våre. Det er noe av det mest grunnleggende for alt liv.
Annonse
– Det er også spennende at veldig mange av bakteriene i jorda reagerer på samme måte. Det er ikke bare noen få arter som tilpasser seg, sier hun.
Figuren viser hvordan forskerne tror global oppvarming kan påvirke jordbakterier. I varmere vær vil bakteriene bruke opp mye næring i jordsmonnet og de får derfor færre proteinfabrikker i cellene. Dette vekttapet gjør at de kan vokse fortere og produsere like mye CO2 som før, selv om jordsmonnet er utarmet.(Illustrasjon: Andrea Söllinger)
Ved oppvarming endrer jordbakteriene seg
– Våre målinger viser at ved oppvarming så går bakterieceller i jorda ned i vekt. På en måte kan man si at global oppvarming tvinger bakteriene til å slanke seg ved å kvitte seg med mye av proteinproduksjonsapparatet sitt, sier Alexander Tveit.
Han forklarer at dette gjør at bakteriene kan vokse og dele seg raskere, men samtidig bruke mindre næring på det. Dermed kan bakteriene opprettholde nedbrytning og CO2 produksjon i jorda over mye lengre tid selv om jorda blir utarmet på grunn av global oppvarming.
– På en måte er det en negativ effekt da de vil slippe ut mer CO2 og på sikt bryte ned jordsmonnet mer enn vi kanskje trodde. Samtidig gjør det at vi nå skjønner hvordan de vil reagere, og det kan gi oss muligheter for å håndtere endringene, sier Tveit.
Forsker Alexander Tøsdal Tveit (t.v.) og masterstudent Laureen Ahlers.(Foto: Andrea Söllinger)
Vet nå mer om jordbakterier
Forskere har tidligere trodd at bakteriene vil spise opp en del av karbonet og slippe det ut som CO2 før endringene i bakteriene stopper opp og systemet balanserer seg.
– Vi tror nå at siden de går ned i vekt, så vil de kunne fortsette å spise og vokse og dele seg til flere celler, selv om jordsmonnet mister mye karbon og det blir varmere og varmere, sier Tveit.
Han mener dette er nytt fordi det forklarer hva som skjer med bakteriene i jord ved global oppvarming.
Global oppvarming er en av samfunnets største utfordringer, og jord er noe av det viktigste en har i naturen fordi det er grunnlaget for så mye plante- og dyreliv og matproduksjon.
– En har lenge lurt på hvordan bakteriene vil reagere når det blir varmere. Vi har nå tatt et stort steg mot å finne ut dette. Det vi nå har funnet ut påvirker ikke bare hvordan vi forstår karbonlagring i jord og hvor mye CO2 som slipper ut, det påvirker vårt syn på hva bakteriene gjør i jorda når det blir varmere og hvordan det i neste omgang kan ha innvirkning på blant annet planter, sier Tveit.
Studien har blitt ledet og er i stor grad gjennomført av Andrea Söllinger og Alexander Tøsdal Tveit ved institutt for arktisk og marin biologi, UiT, med deler av arbeidet gjennomført på Hveragerði og i Wien. Også forskere fra Island, Østerrike, Belgia, Tyskland og Spania har deltatt i studien. Forsøksområdet er styrt fra Landbruksuniversitetet på Island. Studien er nylig publisert i Science.
Om jordbakterier
Bakterier som lever i jordbunnen. De spiller sammen med mange sopper en viktig rolle for det naturlige kretsløp av grunnstoffer som karbon, nitrogen og svovel. Bakteriemassen i den øvre del av jorden utgjør 0,25–2,5 gram per liter jord. Normalt er bakteriemengden større i dyrket jord enn i udyrket. Spesielt er jorden nær rotoverflaten (rhizosfæren) rik på bakterier. Disse får sin næring fordi røttene utskiller et stort antall organiske stoffer og ved at celler stadig støtes av fra rothetten. Denne næringstilgangen gir oftere en langt rikere bakterieflora enn i jorden for øvrig. Bakterienes aktivitet påvirkes av blant annet temperatur, oksygen, surhetsgrad (pH) og fuktighet. De fleste jordbakterier er avhengig av organisk materiale som finnes i døde plante- og dyrerester og som er en energikilde for bakteriene.
