Изучение эффекта прайминга в водных системах

В микробиологии эффект прайминга — это явление, при котором скорость разложения органического материала часто изменяется при внесении свежего органического вещества. В зависимости от условий эффект может приводить к увеличению или снижению микробного потребления и соответствующему изменению выделяемого диоксида углерода.

Хотя механизм до конца не изучен, предложено несколько объясняющих процессов. К ним относится переключение некоторых специализированных микробов на потребление только свежего или только старого материала, а также усиленное разложение стабильного (старого) вещества в поиске специфических питательных элементов, необходимых для роста, который стал возможен благодаря добавлению свежего материала.

Эффект прайминга хорошо установлен для наземных почв, но экспериментальные данные для водных сред были более противоречивыми. Как величина, так и направление эффекта (ускорение или замедление разложения) в различных лабораторных и полевых исследованиях не совпадали.

Sanches et al. провели метаанализ литературы, чтобы разрешить эти противоречия. Авторы выявили 36 предыдущих исследований, опубликовавших в общей сложности 877 результатов, соответствующих их критериям. В подгруппе, напрямую оценивавшей прайминг, около двух третей работ заключили об отсутствии эффекта, а большинство остальных указало на ускорение разложения. Однако в этих прошлых исследованиях использовался широкий спектр метрик и пороговых значений для определения эффекта прайминга, а многие другие не рассчитывали напрямую его величину.

Чтобы преодолеть разнообразие методологий, исследователи определили единую метрику для эффекта прайминга, которую можно рассчитать на основе опубликованных данных. С помощью этой метрики они получили подтверждение существования положительного эффекта прайминга. А именно, добавление нового органического материала увеличивает разложение в среднем на 54% (с 95% доверительным интервалом от 23% до 92%). Расхождение с агрегированными выводами предыдущих работ авторы объясняют значительно большим набором данных (так как они могли рассчитать свою метрику даже когда исходные авторы этого не делали), что повысило статистическую значимость.

Метаанализ также показал, какие экспериментальные факторы наиболее сильно коррелируют с наблюдаемым эффектом прайминга. Одним из ключевых факторов был выбранный показатель (прокси) для микробной активности, а также добавление любых других питательных веществ, таких как азот или фосфор. В заключение авторы отметили, что другие недавние метаанализы, использовавшие иные методологии, не обнаружили эффекта прайминга; они пришли к выводу, что общий термин «эффект прайминга», возможно, лучше разделить на несколько терминов, описывающих связанные, но различные процессы.