اخبار – با افزایش سطح آب دریاها به دلیل گرم شدن کره زمین، اکوسیستم ها در حال تغییر هستند. دانشمندان می گویند یک پوشش کوچک نقره ای این است که تالاب های جزر و مدی موجود در مصب ها ممکن است متان کمتری تولید کنند – یک گاز گلخانه ای قدرتمند – زیرا هجوم فزاینده آب دریا باعث می شود که این زیستگاه ها کمتر مهمان نوازی برای میکروب های تولید کننده متان باشند.
با این حال، تحقیقات زیست شناسان در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی (آزمایشگاه برکلی) و دانشگاه کالیفرنیا برکلی نشان می دهد که این فرضیات همیشه درست نیستند. پس از مطالعه ویژگی‌های میکروبی، شیمیایی و زمین‌شناسی 11 تالاب، این تیم دریافتند که تالابی که در معرض مقدار کمی آب دریا قرار دارد، سطوح بالایی متان منتشر می‌کند – بسیار بیشتر از هر مکان آب شیرین.
نتایج آنها، در حال حاضر منتشر شده است mSystemsنشان می دهد که عوامل حاکم بر میزان ذخیره یا انتشار گازهای گلخانه ای در مناظر طبیعی پیچیده تر و دشوارتر از آن چیزی است که ما فکر می کردیم پیش بینی می شود.
سوزان ترینج، نویسنده ارشد، مدیر آزمایشگاه برکلی، گفت: «ما به بررسی تعداد متانوژن‌ها، ارگانیسم‌هایی که متان تولید می‌کنند، در خاک‌های این مکان‌ها بودند، و همبستگی چندانی با میزان مشاهده‌شده متان نداشت. گروه زیست شناسی ژنومیک و سیستم های زیست محیطی. و حتی اگر به مقدار متانوتروف ها نگاه کنید، موجوداتی که متان را در ترکیب با متانوژن ها می خورند، به نظر نمی رسد که به طور کامل آن را توضیح دهد.
ترینج و همکارانش از 11 محل نمونه‌برداری کردند و از توالی‌یابی با توان بالا برای تجزیه و تحلیل DNA موجودات موجود در نمونه‌ها از جمله باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها استفاده کردند. آنها بررسی کردند که چه ژن‌هایی در توالی‌ها وجود دارد و آنها را با عملکردهای شناخته شده ترسیم کردند – برای مثال، شناسایی ژن‌هایی که در متابولیسم نیتروژن یا ژن‌های باکتری‌هایی که از سولفات در طول تنفس استفاده می‌کنند، نقش دارند. آنها سپس کار کردند تا مدل کنند که چگونه اطلاعات ژنتیکی که پیدا کردند، همراه با عوامل شیمیایی در خاک و آب، ممکن است منجر به انتشار متان شود.
در اکثر نقاط، که از آب شیرین تا آب کامل دریا متغیر است، مقدار متان آزاد شده با مقدار آب شوری که جریان می یابد و با آب رودخانه مخلوط می شود، نسبت معکوس دارد. اما در یکی از سایت‌هایی که در سال 2010 از یک مرتع چمن فصلی برای چرای دام‌ها به زیستگاه تالاب اصلی خود بازگردانده شد، تیم با وجود مقدار متوسط آب شور شاهد انتشار متان بالایی بود.
آب دریا حاوی سولفات بیشتری (یونی حاوی گوگرد و اکسیژن) نسبت به آب شیرین است، که منجر به این فرض می شود که افزایش جریان آب دریا به این محیط ها منجر به تولید کمتر متان می شود زیرا متانوژن ها که از CO2 برای تولید انرژی سلولی استفاده می کنند توسط باکتری هایی که از سولفات استفاده می کنند جابجا می شوند. بجای.
“در نهایت، ما دریافتیم که تأثیر قابل توجهی از سایر گروه های باکتریایی مانند آنهایی که کربن را تجزیه می کنند و حتی ارگانیسم هایی که بیشتر به عنوان چرخه های نیتروژن شناخته می شوند وجود دارد، و ما نمی توانیم به راحتی انتشار متان را با چیزی به همین سادگی توضیح دهیم. چه مقدار سولفات در دسترس است یا چه تعداد متانوژن وجود دارد.
مفهوم دیگر در اکولوژی این است که بازگرداندن زیستگاه ها به حالت طبیعی می تواند ذخیره کربن را افزایش دهد، کیفیت آب را بهبود بخشد و جمعیت حیات وحش را افزایش دهد. در دهه‌های اخیر، تالاب‌ها به‌طور فزاینده‌ای به‌عنوان اکوسیستم‌های حیاتی برای این خدمات اکولوژیکی شناخته شده‌اند که منجر به تلاش‌های گسترده برای احیای اکوسیستم‌ها با حذف موانع، آلودگی و موجودات غیربومی شده است.
کار مدل‌سازی توسط نویسنده همکار دنیس دی. بالدوکی، معاون اجرایی و پروفسور زیست هواشناسی در دانشگاه کالیفرنیا برکلی، نشان می‌دهد که اگرچه تالاب بازسازی‌شده اکنون گازهای گلخانه‌ای را به جو اضافه می‌کند، اکوسیستم تثبیت می‌شود و به عنوان یک مخزن کربن خالص عمل می‌کند. طی 100 تا 150 سال ممکن است این زمانی نباشد که ذینفعان زمانی که منطقه را برای ترسیب کربن بازسازی کردند، به آن امیدوار بودند.
بالدوکی گفت: «ما می‌خواهیم بدانیم که آیا این سیستم‌ها به عنوان غرق‌کننده کربن درازمدت عمل خواهند کرد یا خیر. “و این مطالعات میکروبیولوژیکی می تواند به اصلاح مدل ها و پیش بینی های ما کمک کند.”
ترینج خاطرنشان کرد که سایر آزمایشگاه ها افزایش تولید متان را از خاک های مرطوب با افزایش شوری مشاهده کرده اند. دانشمندان دانشگاه دوک از یک تالاب آب شیرین ساحلی نمونه هایی از هسته خاک گرفتند و آنها را در معرض آب دریا مصنوعی و آب دریا مصنوعی بدون سولفات قرار دادند. در هر دو مورد، تولید متان افزایش یافت. آزمایشگاه Tringe اخیراً با Marcelo Ardon از دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی برای تجزیه و تحلیل جوامع میکروبی در این خاک ها همکاری کرد.
این انتظار وجود داشت که سولفات چیز مهمی باشد. و در این مطالعات، آب شور نه تنها تولید متان را تحریک می کند، که باز هم با این عقیده که سولفات مهم است در تناقض است، این اتفاق می افتد که آیا در آنجا سولفات وجود دارد یا نه. در واقع سولفات تأثیر زیادی بر انتشار متان نداشت. بنابراین فکر می‌کنم این دست‌کاری‌های تجربی این داستان را تأیید می‌کند که اثرات جزئی‌تر نفوذ آب دریا به جای اضافه کردن سولفات، و همچنین عوامل ظریف‌تری در پس بازیابی اکوسیستم وجود دارد.
این کار توسط جایزه برنامه تحقیقات شغلی اولیه وزارت انرژی (DOE) به Tringe و موسسه ژنوم مشترک DOE پشتیبانی شد.
###
آزمایشگاه ملی لارنس برکلی (آزمایشگاه برکلی) متعهد به ارائه راه حل هایی برای بشریت از طریق تحقیقات انرژی پاک، سیاره ای سالم و اکتشافات علمی است. آزمایشگاه برکلی و دانشمندانش در سال 1931 با این باور که بزرگترین مشکلات به بهترین وجه توسط تیم ها حل می شود، تأسیس شد و برنده 16 جایزه نوبل شده است. محققان از سراسر جهان برای تحقیقات پیشگامانه خود به امکانات علمی در سطح جهانی آزمایشگاه متکی هستند. آزمایشگاه برکلی یک آزمایشگاه ملی چند برنامه ای است که توسط دانشگاه کالیفرنیا برای دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده اداره می شود.
دفتر علوم DOE بزرگترین حامی تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده است و برای رسیدگی به برخی از مهم ترین چالش های زمان ما کار می کند. برای اطلاعات بیشتر لطفا مراجعه کنید به Energy.gov/science.
