Разнообразие микроорганизмов играет ключевую роль в здоровье почвы. Изменение климата угрожает этому

Защита биоразнообразия должна распространяться даже на мельчайшие живые организмы.

Многие потенциальные последствия изменения климата для людей, дикой природы и растений относительно хорошо изучены. Повышение температуры и экстремальные погодные явления могут привести к  нехватке продовольствия ,  потере среды обитания и  сокращению численности или вымиранию видов  живых организмов. Однако важно также обсудить, как изменение климата может повлиять на микроорганизмы, или крошечные  живые существа,  встречающиеся повсюду на планете и невидимые невооруженным глазом.

Микроорганизмы — это самые  древние известные формы жизни  на Земле. Они играют  важнейшую  роль в экологических процессах, таких как разложение органических веществ, круговорот питательных веществ, агрегация почвы и даже контроль над патогенами. Их многочисленность и разнообразие помогают поддерживать стабильную и здоровую глобальную экосистему. Однако, если микробное разнообразие изменится, это может  повлиять и на способность других организмов реагировать на изменение климата.

В  исследовании,  опубликованном  в журнале  Nature Microbiology,  сообщается, что долгосрочное глобальное потепление снижает микробное биоразнообразие в почве луговых угодий. Авторы провели семилетний эксперимент, чтобы наблюдать за изменениями микробных сообществ в ответ на климатические изменения, такие как потепление, изменение количества осадков и ежегодное удаление биомассы. Они обнаружили, что количество бактерий, грибов и простейших уменьшилось.

Микробное разнообразие имеет  важное значение  для поддержания здоровья и качества почвы, а также для выполнения почвой своей  функции  живой системы, которая поддерживает биологическую продуктивность и здоровье растений и животных. К сожалению, потеря микробного разнообразия связана с потерей функций. Это плохо сказывается на здоровье человека, поскольку приводит к снижению способности выращивать сельскохозяйственные культуры, увеличению ущерба окружающей среде и снижению способности бороться с патогенными микробами и растениями, — говорит Мартин Дж. Блейзер, заведующий кафедрой микробиома человека имени Генри Ратгерса в Ратгерском университете, который не принимал участия в исследовании.

Для обеспечения производства продуктов питания для растущего населения планеты фермерам  необходимы здоровые почвы . Изменение климата — из-за снижения микробного разнообразия — может не только повлиять на нашу способность выращивать продукты питания, но и  привести  к снижению питательной ценности некоторых продуктов, говорит Блейзер. Это связано с тем, что микробное разнообразие необходимо для улучшения усвоения питательных веществ и облегчения доступа растений к необходимым почвенным минералам и микроэлементам.

Более двух миллиардов человек  во всем мире уже страдают от дефицита микроэлементов, что приводит к различным проблемам со здоровьем, таким как сердечно-сосудистые заболевания, врожденные дефекты и проблемы с психическим здоровьем. Например, многие дети в Китае испытывают дефицит железа и цинка, что может быть  связано  с недостатком этих элементов в почве и продуктах питания. В 2007 году  около 40 процентов  всей территории Китая испытывало дефицит железа и цинка.

«Благополучие человека напрямую связано с микробами», — говорит Джей Т. Леннон, профессор кафедры биологии Индианского университета, не принимавший участия в исследовании. «Конечно, на наше здоровье тесно  влияют  триллионы микробов, которые живут на нас и внутри нас. Но в природе они также  выполняют  важные функции, разлагая загрязняющие вещества, очищая воду и обеспечивая плодородие почвы, необходимое для пропитания растущей планеты».

Одна из важнейших ролей  микробов  заключается в снижении концентрации загрязняющих веществ в сельскохозяйственных культурах, что крайне важно, поскольку заражение свежих продуктов патогенами представляет собой серьезную угрозу для здоровья человека. Например, употребление в пищу зараженных овощей, выращенных в почве, удобренной некомпостированным навозом животных, может привести к проникновению в организм человека таких патогенов, как  сальмонелла  и  кишечная палочка  . Кроме того, некоторые защитные механизмы растений работают менее эффективно при слишком высоких температурах, что делает их более восприимчивыми к патогенам. В целом, разнообразие почвенных микроорганизмов помогает  подавлять  болезнетворные почвенные организмы благодаря сложным взаимодействиям, происходящим под землей и потенциально  препятствующим развитию или сохранению патогенов .

«Ученых беспокоит, как изменение климата повлияет на  распространение  таких заболеваний, как холера, а также на  появление  новых патогенов», — говорит Леннон. «Растения и животные-хозяева образуют сложные взаимоотношения с микробными симбионтами. В настоящее время неясно, как изменение климата повлияет на эти взаимоотношения и каковы будут последствия».

В конечном счете, защита биологического разнообразия — многообразия  всей  жизни на Земле — имеет решающее значение для  поддержания  стабильности глобальной экосистемы. Утрата биоразнообразия  обусловлена  ​​изменением климата, но это сокращение биоразнообразия может также ускорить изменение климата, что создает положительную обратную связь. Например, нестабильность экосистем из-за утраты биоразнообразия  ослабляет  способность Земли регулировать выбросы парниковых газов и предотвращать экстремальные погодные явления, что, в свою очередь,  изменяет  структуру многих экосистем и делает виды более уязвимыми.

Поскольку микробы невидимы, защитить их сложнее. Некоторые исследования показывают, что уровень понимания микробных экосистем и предоставляемых ими услуг  должен достичь того же уровня, что и в случае с растениями и животными, прежде чем их начнут серьезно учитывать в природоохранных инициативах и политике. Тем не менее, защита флоры и фауны остается жизненно важной, поскольку по мере вымирания некоторых растений и животных могут исчезнуть и связанные с ними  микробы   . 

«В некоторой степени сохранение растений и животных также поможет поддерживать связанную с ними микробиоту», — говорит Леннон. «Например, в  недавней статье  обсуждается, как «акустическая реставрация» — то есть работа над восстановлением естественного звукового ландшафта — помогает в усилиях по сохранению, включая поддержание экосистем». 

Блейзер говорит, что потеря микробного разнообразия может быть также вызвана использованием  удобрений ,  пестицидов и  монокультурными практиками . Конкретные решения, такие как сокращение  использования химических пестицидов  и  диверсификация сельскохозяйственных культур , вероятно, уменьшат негативное воздействие на микробное разнообразие. Борьба с изменением климата требует самых разных подходов, и  необходимо  бороться с потерей биоразнообразия, включая живые организмы, от которых мы зависим и о которых почти никогда не задумываемся.

Carla Delgado “Diverse microbes are key to healthy soil. Climate change is threatening that”

Перевод статьи «Diverse microbes are key to healthy soil. Climate change is threatening that» автора Carla Delgado, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык

Фото: Утрата микробного разнообразия может быть также вызвана использованием удобрений, пестицидов и монокультурными методами ведения сельского хозяйства. Источник фото: Pexels