对土壤微生物碳使用颠覆了长期以来的假设

大部分科学家认为什么土壤代谢可能是错误的。北亚利桑那大学的新证据表明,微生物在不同土壤使用不同的生化途径过程中营养物质,呼吸和成长。这项研究发表在上个月植物和土壤,颠覆长期假设土壤生态和呼吁更多领域的调查和高分辨率的方法应用到什么领域一直是一个黑盒。

“作为生态学家,我们一般不考虑土壤代谢途径而言,“保罗迪杰斯特拉说,生物学的研究教授科学与社会中心的生态系统nautica和该研究的第一作者。“但我们现在有证据表明,代谢不同于土壤的土壤。我们第一次看到。”

“我们知道biochemistry-more具体来说,代谢途径土壤微生物群chooses-matters,这很重要,”麦克拉Dippold合著者说,教授geo-biosphere德国图宾根大学的交互。“我们的领域迫切需要开发实验方法,量化维护能源需求和潜在的健壮的方式呼吸。这是一个挑战,未来土壤生态学研究将不得不做出回应。”

作为他的团队的工作的一部分,使土壤生态更具体、量化严谨科学,Dijkstra算法适应从基础研究和应用微生物学方法,用于模型单一微生物物种在实验室条件下的代谢。这种技术称为13 c代谢通量分析,包括标记葡萄糖分子中的碳原子在每个位置一个可以区别于其他人。通过添加标记葡萄糖土壤样本,研究人员可以跟踪每个碳原子产生多少二氧化碳分子。一个字母的方式显示在演出的“幸运之轮”可以指整个短语,position-specific二氧化碳的生化途径是一个线索。

2011年的“当我们开发这个方法区分土壤中代谢途径,我们实际上有一个回答一个问题没有人问,“迪杰斯特拉说。

当他的团队添加这个标记葡萄糖沼泽土,一个高山针叶树森林土,和一个很酷的沙漠草原土壤,他们注意到大部分二氧化碳产从第三个碳原子在一个土,但从第一个碳原子在其他两个土壤,表明土壤微生物群落在每个人都使用不同的生化途径过程中糖。标准的假设在许多生态模型是土壤代谢是一个同质的过程的速率,但不通路的变化。

Dijkstra算法,首先测量造成一种尤里卡时刻。“那是一个星期五4点,我很无聊,所以我去实验室。我很快做了一个混合的碳同位素,它们注入土壤,并测量产生的二氧化碳。40分钟后,我停了下来。我把一切,不相信我看到我所看到的。”

虽然研究人员还不知道为什么土壤社区使用不同的路径,一个假设是,一些途径在某些环境中提供防止氧bet188真人气压力。

团队提出的框架有涟漪影响未来的土壤研究和管理。如果像团队嫌疑人,一些小部分的土壤微生物高度活跃的代谢和动员营养素和优化,这将是重要的研究人员知道这些微生物是谁,来支持他们的效率,Dippold说。食肉动物和食草动物微生物可能控制社会新陈代谢的一个重要动力,说Dijkstra算法,所以学习更多关于不同土壤的营养动态管理策略。

在历来依靠代理测量描述微生物如何吃的工作,建立细胞呼吸,和死亡,这项研究表明,这些占位符的假设可能会妨碍该领域应用的能力什么知道土壤气候变暖的挑战。

“土壤生态不能总结了一个简单的代理,“Dippold说。“我们需要专注于土壤中微生物的新陈代谢,我们需要更加多样化和更强大的工具来做真是如此——没这样的研究可能是多么的困难。如果没有,我们将与不确定的结果最终一次又一次的基础流程不清楚。Dippold说,“这将限制我们的能力来操纵土壤微生物过程以减少温室气体排放,并减少气候变化对土壤健康的负面影响。

参考:Dijkstra算法P,马丁内斯,托马斯SC, et al。土壤微生物群落的维护和新陈代谢。bet188真人植物的土壤。2022年。doi:10.1007 / s11104 - 022 - 05382 - 9

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