Det verkar som om det äntligen finns ett botemedel som, förutom att vara effektivt, verkligen är väldigt intressant. Det handlar om en mikrob från ordningen av Methanosarcinales som har hittats av en grupp forskare från RadBoud University i Nederländerna och Max Planck Institute for Marine Microbiology i Bremen, Tyskland, som har förberett en studie som har publicerats i tidskrift Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ett mycket intressant resultat som utan tvekan kan representera ett före och efter i kampen mot de konsekvenser som den globala uppvärmningen kan medföra.
Forskarna misstänkte redan att det fanns en mikrob som kunde äta, inte bara metan utan också järn, men hittills hade de inte hittat det. Lyckligtvis har de upptäckt en båge som använder järn för att omvandla metan till koldioxid. Genom att göra det minskar det mängden järn som är tillgängligt för andra bakterier, vilket initierar en energikaskad som påverkar järn-metancykeln och metanutsläppen. Dessutom är denna upptäckt en del av ett sammanhang av pågående forskning om förhållandet mellan svampar och global uppvärmning.
Och som om detta inte var tillräckligt, kan dessa arkeaer omvandla nitrat till ammonium, som är maten för anamnox-bakterier, som omvandla ammoniak till kväve... Utan att använda syre! Detta är särskilt relevant för avloppsrening, vilket framhållits av Boran Kartal, en mikrobiolog vid Max Planck Institute, som tillade:
"En bioreaktor som innehåller anaerob metan och ammoniumoxiderande mikroorganismer kan användas för att samtidigt omvandla ammonium, metan och oxiderat kväve i avloppsvatten till kvävgas och koldioxid, som har en mycket lägre global uppvärmningspotential."
Även om de kände till förekomsten av dessa järnberoende metanoxidationsmedel, hade de inte kunnat isolera dem. De lyckades dock hitta dem i sin egen provsamling och nu kan de komma att användas för att bromsa den globala uppvärmningen.
Mikrober utgör en avgörande resurs i kampen mot klimatförändringar och global uppvärmning. Med hans förmåga att metabolisera olika föreningar, inklusive växthusgaser, framträder dessa mikroorganismer som viktiga allierade för att minska skadliga utsläpp.
Mikrobernas avgörande roll i kolavskiljning
När människor försöker bekämpa effekterna av klimatförändringar kan det vara dags att vända sig till mikrober som vår avgörande lösning på den globala uppvärmningen. Mikrober är ansvariga för många historiska miljöförändringar som har format jorden. Dessa små livsgeneratorer har överlevt i miljarder år, och framtida forskning kan innehålla de svar vi har sökt hela tiden. Dessutom studien av klimatförändringarnas effekter på mikrober blir allt mer relevant.
Mikrober, inklusive bakterier och svampar, är avgörande för att upprätthålla en frisk jord och bekämpa klimatförändringarna. Ett nyckelelement i detta sammanhang är kolbindning. Jordmikrober är nödvändiga för kolbindning. Vissa bakterier och alger omvandlar koldioxid till organiskt material, som sedan lagras i jorden. Detta hjälper till att avlägsna överskott av koldioxid från atmosfären, vilket mildrar effekterna av den globala uppvärmningen.
Några av de viktigaste markmikroberna som är involverade i kolbindning är:
- Mykorrhiza svampar: Dessa svampar bildar ömsesidiga relationer med växtrötter, vilket hjälper dem att absorbera näringsämnen och vatten från jorden. De spelar också en roll roll i kolbindning genom att öka mängden kol som lagras i jorden.
- Aktinobakterier: Dessa bakterier är kända för att bryta ner växtskräp och annat organiskt material och frigöra koldioxid i processen. De spelar också en roll vid kolbindning genom att producera organiska föreningar som hjälper till att stabilisera organiskt material i marken.
- Rhizobia: Dessa bakterier bildar symbiotiska relationer med baljväxter, fixerar kväve från luften och gör det tillgängligt för växten. Denna process hjälper också till att öka mängden kol som lagras i jorden.
- Arbuskulära mykorrhizasvampar: Dessa svampar bildar symbiotiska relationer med ett brett spektrum av växtarter och spelar en nyckelroll vid kolbindning genom att öka mängden kol som lagras i jorden.
- Proteobakterier: Dessa bakterier bryter ner växtskräp och annat organiskt material och frigör koldioxid. Men de kan också spela en roll roll i kolbindning genom att producera föreningar som hjälper till att stabilisera organiskt material i jorden.
Mikrober och kvävets kretslopp
Kväve är ett avgörande näringsämne för växttillväxt, men det måste vara i rätt form för att växter ska kunna använda det. Jordmikrober spelar en grundläggande roll i näringscykeln. De bryter ner organiskt material, såsom döda växter och djur, och släpper ut viktiga näringsämnen i jorden. Växter kan absorbera dessa näringsämnen och använda dem för sin tillväxt och utveckling.
Till exempel kvävefixerande bakterier, som t.ex Rhizobium, omvandla atmosfäriskt kväve till en form som växter kan använda, såsom ammoniak eller nitrit. Denna process, som kallas kvävefixering, är avgörande för tillväxten av många växter, eftersom kväve är en kritisk komponent i proteiner och andra cellulära strukturer. Mikrobernas växelverkan med kvävets kretslopp är avgörande för markens och ekosystemens hälsa.
Dessa är några av nyckelmikroberna som är involverade i kvävecykeln:
- Kvävefixerande bakterier: Dessa bakterier, som t.ex Rhizobia y Azotobacter, kan omvandla atmosfäriskt kväve till en form som kan användas av växter. Denna process, som kallas kvävefixering, är avgörande för växttillväxt och ekosystems hälsa.
- Ammoniakoxiderande bakterier: Dessa bakterier, som t.ex Nitrosomonas y Nitrosococcus, omvandla ammoniak till nitrit, som är en mellanform av kväve.
- Nitritoxiderande bakterier: Dessa bakterier, som t.ex nitrobacta, omvandla nitrit till nitrat, vilket är en annan mellanform av kväve.
- Denitrifierande bakterier: Dessa bakterier, som t.ex Pseudomonas y Paracoccus, omvandlar de nitratet tillbaka till kvävgas, som släpps ut i atmosfären.
Mikrober och växttillväxt
Jordmikrober spelar en grundläggande roll i växternas tillväxt. De bryter ner organiskt material, ge näringsämnen, främja rotutveckling och skydda mot sjukdomar. Andra mikrober och svampar hjälper till att bryta ner komplexa organiska molekyler, som cellulosa och lignin, till enklare föreningar som växter kan använda. Denna process, känd som nedbrytning, återför olika näringsämnen till marken, såsom kol, kväve, fosfor och svavel. Jordmikrober producerar också många Vitaminer och andra föreningar som främjar tillväxt och absorberas av växter. Till exempel producerar jordbakterier vitamin B12, som är avgörande för växternas tillväxt och utveckling.
Vissa jordmikrober, som mykorrhizasvampar, bildar symbiotiska relationer med växtrötter. Dessa svampar hjälper till att förbättra vatten absorption och näringsämnen genom växternas rötter, vilket främjar deras tillväxt och utveckling. Jordmikrober kan också hjälpa till att skydda växter från sjukdomar. Till exempel producerar vissa bakterier antibiotika som kan döda eller hämma tillväxten av patogena mikrober, såsom bakterier och svampar, som orsakar växtsjukdomar. Samspelet mellan mikrober och växter är en nyckelfaktor för jordbrukets hållbarhet.
Näringskretsloppet och dess betydelse
Näringskretsloppet hjälper jorden. Förutom kväve hjälper markmikrober att cirkulera andra näringsämnen. väsentliga näringsämnen, såsom fosfor och kalium, vilket gör dem tillgängliga för växttillväxt. Denna process, känd som näringsämnescykling, hjälper till att upprätthålla markens hälsa och fertilitet.
Det här är några av nyckelmikroberna som är involverade i näringsämnescykler:
- Nedbrytare: Dessa mikrober, som svampar och bakterier, bryter ner dött organiskt material och återvinner dess näringsämnen tillbaka till jorden.
- Fosforlösande bakterier: Dessa bakterier, som t.ex Bacill y Pseudomonas, kan återvinna fosfor från olösliga källor, vilket gör det tillgängligt för växter och andra organismer.
- Svaveloxiderande bakterier: Dessa bakterier, som t.ex Thiobacillus y Beggiatoa, spelar en avgörande roll i svavelcykeln genom att oxidera svavelföreningar, vilket gör svavel tillgängligt för andra organismer i ekosystemet.
Minska markföroreningar
Jordmikrober kan minska din förorening. Många industriella processer och konsumentprodukter släpper ut skadliga kemikalier i miljön och förorenar marken. Men vissa jordmikrober kan bryta ner dessa föroreningar, hjälpa till att städa upp förorenad jord och skydda ekosystemet. Det är också viktigt att överväga hur föroreningar påverkar naturliga biogeokemiska kretslopp.
När avfall sönderfaller frigörs metan, en annan potent växthusgas. Metan är en potent växthusgas som bidrar till den globala uppvärmningen och kan negativt påverka ansträngningarna att fånga koldioxid.
Vissa mikrober, särskilt vissa typer av arkéer och bakterier, är involverade i metanproduktion. Ett exempel på detta är metanogena arkéer. Dessa mikrober är ansvariga för det mesta av metanproduktionen i anaeroba miljöer, såsom våtmarker, risfält och matsmältningskanalen hos idisslare. De producerar metan som en biprodukt av deras metaboliska aktiviteter, som involverar nedbrytning av organiskt material. Därmed blir det aktuellt att undersöka hur föroreningar påverkar jordens biogeokemiska kretslopp.
Produktionen av metan av dessa mikrober kan släppa ut betydande mängder av gasen i atmosfären, vilket kan påverka klimat- och kolbindningsarbetet negativt. Det är dock viktigt att notera att inte alla mikrober som är involverade i metanproduktion är skadliga. Vissa mikrober, som de som är involverade i biogasproduktion, kan utnyttjas för att producera förnybar energi samtidigt som utsläppen av växthusgaser minskar.
Mikrobiom och markhälsa
En hälsosam markmikrobiom är avgörande för att upprätthålla markens hälsa och främja ett hållbart jordbruk. Mikrober spelar en avgörande roll för markens mikrobioms hälsa på flera sätt:
- Sönderfall: Mikrober, som svampar och bakterier, bryter ner dött organiskt material och återvinner dess näringsämnen tillbaka till jorden, vilket stöder tillväxten av växter och andra organismer.
- Näringscykel: Mikrober spelar en nyckelroll i kretsloppet av väsentliga element, såsom kol, kväve, fosfor och svavel, genom ekosystemet. Detta hjälper till att upprätthålla balansen mellan näringsämnen i jorden och gör dem tillgängliga för växter och andra organismer.
- Markstruktur: Mikrober, som mykorrhizasvampar, kan bidra till att förbättra markstrukturen genom att bilda nätverk av hyfer som binder samman jordpartiklar. Detta kan hjälpa till förbättra vattenretention, minska erosion och öka jordens övergripande hälsa.
- Sjukdomsdämpning: Mikrober kan hjälpa till att undertrycka växtsjukdomar genom att konkurrera med patogener om resurser, producera antibiotika och främja sund rottillväxt.
- Pestkontroll: Mikrober kan spela en roll i skadedjursbekämpningen genom att producera toxiner som är giftiga för insekter och andra skadedjur och genom att främja tillväxten av skadedjursresistenta växter.
Markbiologiska tester är avgörande för att förstå markens hälsa och mikrobiomets roll i växtodlingen. Biome Makers erbjuder en biologisk jordanalys som kallas BeCrop Test. BeCrop-testet är praktiskt för bönder eftersom denna biologiska jordanalys visar blockerade näringsvägar, mikrobiell mångfald, sambandet mellan svampar och bakterier, upptäckt av sjukdomsrisk och hormonproduktion och stressanpassning. Med dessa uppgifter kan bönder ansöka gödselmedel eller biologiska produkter mer exakt för att diagnostisera specifika problem, vilket sparar tid och pengar och ökar skörden och kvaliteten.
Mikrober och sjukdomar
Överföringen och spridningen av patogena mikroorganismer, deras replikationshastighet och överlevnad i miljön, påverkas i hög grad av nederbörd, relativ fuktighet, temperatur, salthalt och vind. Klimatförändringar kan också påverka uppkomsten och spridningen av infektionssjukdomar både i marina och terrestra miljöer. Det kan också påverka ekosystemens hälsa, en aspekt som förtjänar uppmärksamhet, särskilt i samband med effekterna av den globala uppvärmningen på hälsan.
Till exempel finns det ett samband mellan stigande havstemperaturer och korallsjukdomar: uppvärmning av hav kan förändra korallmikrobiota, vilket bidrar till uppkomsten av vissa sjukdomar. Havsförsurning kan orsaka vävnadsskador hos fiskar, försvaga deras immunförsvar och uppmuntra invasionen av patogena bakterier. Något liknande händer med groddjur när temperaturen stiger. På landnivå är många växt- och växtpatogener känsliga för temperaturförändringar och påverkas av klimatet.
Ökad antibiotikaresistens bland vissa mänskliga patogener har också kopplats till klimatförändringar. Det har föreslagits att en ökning av temperaturen kan gynna den horisontella överföringen av resistensgener och en ökning av tillväxthastigheten för patogenen. Vektorburna patogener, såsom myggor och fästingar, som överförs via mat, luft eller vatten kan vara särskilt mottagliga för effekterna av klimatförändringar.
Innovationer inom mikrobiell bioteknik
Mikrobiell bioteknik kan ge innovativa lösningar för en mer hållbar utveckling. Forskning pågår för att genetiskt manipulera mikroorganismer för att öka deras förmåga att minska N.2O till N2 atmosfärisk, för att neutralisera utsläppen av denna gas; Manipulera vommens mikrobiota för att minska CH-produktionen4; använda mikroorganismer för att producera biobränslen och minska användningen av fossila bränslen; eller den senaste omvandlingen av en bakterie för att konsumera CO2.
Det råder ingen tvekan om att klimatförändringar kan påverka den hastighet med vilken mikrober omvandlar kväve och andra biogeokemiska kretslopp. Därför är det avgörande att förstå mikroorganismers påverkan på ekosystem och hur dessa i sin tur påverkas av klimatförändringar.
Under årens lopp har forskning visat att dessa mikroorganismer är viktiga inte bara för markens hälsa och jordbruket, utan också för planetens globala hälsa, fungerar som klimatreglerare och fungerar som naturliga filter för växthusgaser.
