Piepkleine microben uit Stordalen Mire hebben grote invloed op klimaatverandering en koolstofcyclus

AmsterdamOnderzoekers hebben micro-organismen in Stordalen Mire, een veengebied in het noordpoolgebied van Zweden, bestudeerd om te begrijpen hoe ze de koolstofcyclus beïnvloeden. Ze ontdekten dat deze kleine microben polyfenolen, een soort organische verbinding, kunnen afbreken. Deze bevinding gaat in tegen eerdere wetenschappelijke overtuigingen over hun rol in het milieu.

Wetenschappers dachten vroeger dat polyfenolen inactief waren en lange tijd koolstof opsloegen. Daarbij gingen ze ervan uit dat micro-organismen zuurstof nodig hadden om deze stoffen af te breken. Nieuwe onderzoeken tonen echter aan dat microben andere enzymen hebben die zonder zuurstof kunnen werken. Dit betekent dat zelfs onder lage zuurstofomstandigheden, zoals na overstromingen door klimaatverandering, deze microben in staat zijn polyfenolen te verwerken.

Deze ontdekking heeft grote invloed op ons begrip van het gedrag van koolstof in veengebieden. Belangrijke details zijn onder meer:

• Microben kunnen polyfenolen afbreken, wat in tegenstelling is tot eerdere aannames.
• Ze gebruiken hiervoor alternatieve enzymen die geen zuurstof nodig hebben.
• Deze capaciteit beïnvloedt de koolstofcyclus in zuurstofarme omgevingen.
• Onderzoekers hebben nieuwe computertools gebruikt om deze enzymen in microbiële genomen in kaart te brengen.
• Duizenden microbiële genomen uit een Arctisch veenland toonden verschillende polyfenoltransformerende routes aan.

Veengebieden bevatten veel koolstof. Wanneer de aarde opwarmt, komt deze koolstof in gevaar. Klimaatverandering kan ontdooiing en overstromingen veroorzaken, wat leidt tot zuurstofarme gebieden. Micro-organismen die materialen in deze omstandigheden kunnen afbreken, kunnen meer koolstof in de lucht vrijgeven. Dit kan de klimaatverandering versnellen.

Wetenschappers hebben gegevens gebruikt van het Department of Energy en de National Science Foundation voor hun onderzoek. Met behulp van nieuwe software analyseerden ze hoe polyfenolen worden verwerkt. Dit hulpmiddel onthulde veel enzymen die door microben worden gebruikt. De resultaten toonden aan dat er belangrijke biochemische activiteiten gaande zijn in de koolstofkringloop, wat essentieel is voor het voorspellen van de effecten van klimaatverandering op Arctische ecosystemen.

Het begrijpen van de werking van microben is cruciaal. Wetenschappers kunnen hierdoor veranderingen in koolstofopslag in veengebieden voorspellen. Met deze kennis kunnen ze strategieën ontwikkelen om de impact op het klimaat te verminderen. Dit onderzoek toont aan hoe microbiële genexpressie zich aanpast aan veranderingen in de bodem. Het blijkt dat deze micro-organismen flexibeler zijn dan we dachten.

Het onderzoek onthult hoe microscopisch kleine organismen met koolstof in het milieu omgaan. Het blijkt dat de microbiële activiteit in veengebieden complexer en flexibeler is dan eerder aangenomen. Deze nieuwe inzichten helpen ons beter te begrijpen hoe deze ecosystemen functioneren en hoe klimaatverandering onze planeet beïnvloedt.

Dit onderzoek maakte gebruik van middelen van het Joint Genome Institute en het Environmental Molecular Sciences Laboratory, beide faciliteiten van het Ministerie van Energie. Het onderzoek werd gedeeltelijk gefinancierd door het Biologisch en Milieuonderzoek Programma van het Ministerie van Energie en door het Nationale Wetenschapsfonds via het Biologisch Integratie Instituut.

De stabiliteit van koolstof in veengebieden is van groot belang. Met de opwarming van de aarde speelt de rol van micro-organismen een cruciale rol. Wetenschappers beschikken nu over betere instrumenten om deze uitdagingen aan te pakken en toekomstige scenario's te voorspellen. Dit onderzoek verbetert ons begrip van wereldwijde koolstofprocessen en klimaatverandering aanzienlijk.