Резкое таяние вечной мерзлоты изменяет структуру и функции микробных сообществ

Исследовательская группа под руководством профессора Ян Юаньхэ из Института ботаники Китайской академии наук изучила влияние термокарста (резкого протаивания вечной мерзлоты) на почвенные микроорганизмы на Тибетском нагорье. Учёные обнаружили, что образование термокарста не только значительно изменило состав, α- и β-разнообразие микробных сообществ, но и за 16 лет после разрушения мерзлоты увеличило обилие функциональных генов, участвующих в разложении стабильного углерода.

Эти изменения имеют критическое значение для прогнозирования углеродного цикла в условиях изменения климата. Таяние вечной мерзлоты может привести к значительным выбросам углерода (C) в атмосферу и, возможно, запустить положительную обратную связь с глобальным потеплением. Почвенные микроорганизмы, являясь двигателем биогеохимических циклов, играют ключевую роль в определении направления и силы этой обратной связи.

Используя метагеномное секвенирование, лабораторные инкубации и двухпуловую модель, исследователи проанализировали изменения микробных сообществ и функциональных генов вдоль типичной последовательности протаивания (1, 10 и 16 лет после разрушения). Модель показала, что микробное разложение стабильного углерода значительно усилилось через 16 лет после коллапса мерзлоты. Было установлено, что доминирующим фактором, формирующим структуру и функции микробного разнообразия, являются субстраты, а не почвенная среда или растительность. Исследование опубликовано в журнале Global Change Biology.