Новое исследование помогает понять роль почвенных микробов в глобальном углеродном цикле

Исследователи из Северо-Западного университета впервые проследили судьбу смеси растительных остатков в метаболизме бактерий и их вклад в атмосферный CO₂. Они обнаружили, что микробы выделяют в три раза больше CO₂ из углерода лигнина (несахарные ароматические звенья) по сравнению с углеродом целлюлозы (глюкозные сахарные звенья), которые придают структуру и поддержку клеточным стенкам растений.

Эти результаты помогают понять роль микробов в почвенном круговороте углерода. Эта информация может улучшить прогнозы о том, как углерод в почве повлияет на изменение климата. Исследование "Disproportionate carbon dioxide efflux in bacterial metabolic pathways for different organic substrates leads to variable contribution to carbon use efficiency" было опубликовано 11 июня в журнале Environmental Science & Technology.

"Углеродный пул, хранящийся в почве, примерно в 10 раз превышает количество углерода в атмосфере", — отметила руководитель исследования Людмила Аристильд из Северо-Западного университета. "Поскольку микробы могут разблокировать этот углерод и превратить его в атмосферный CO₂, крайне важно понять, как они метаболизируют растительные отходы".

Вместо того чтобы отслеживать отдельные соединения, команда использовала смесь растительных производных, более точно отражающую естественную среду. С помощью изотопных меток они проследили пути атомов углерода. Углерод целлюлозы проходил через гликолитический и пентозофосфатный пути, способствуя созданию биомассы микроба. Углерод лигнина в основном следовал по циклу трикарбоновых кислот, который содержит реакции, производящие CO₂.

Количественный анализ подтвердил, что после потребления смеси растительного вещества микробы выделили в три раза больше CO₂ из углерода лигнина по сравнению с углеродом целлюлозы. Исследователи также обнаружили, что эта закономерность характерна и для других почвенных бактерий.