Duket se më në fund është gjetur një ilaç që, përveçse është efektiv, është vërtet magjepsës. Është një mikrob nga rendi Methanosarcinales, i zbuluar nga një grup studiuesish nga Universiteti Radboud në Holandë dhe Instituti Max Planck për Mikrobiologji Detare në Bremen të Gjermanisë. Studimi i tyre është botuar në revistën Proceedings of the National Academy of Sciences.
Një zbulim shumë interesant që mund të përfaqësojë, pa dyshim, një para dhe pas në luftën kundër pasojave që mund të sjellë ngrohja globale.
Studiuesit kishin dyshuar prej kohësh për ekzistencën e një mikrobi të aftë për të konsumuar jo vetëm metan, por edhe hekur, por deri më tani nuk e kishin gjetur. Për fat të mirë, ata kanë zbuluar një arkeon që përdor hekurin për të shndërruar metanin në dioksid karboni . Duke vepruar kështu, ai zvogëlon sasinë e hekurit në dispozicion të baktereve të tjera, duke filluar kështu një kaskadë energjie që ndikon në ciklet e hekurit dhe metanit dhe, rrjedhimisht, në emetimet e metanit. Për më tepër, ky zbulim është pjesë e hulumtimeve të vazhdueshme mbi marrëdhënien midis kërpudhave dhe ngrohjes globale.
Dhe sikur të mos mjaftonte kjo, këto arkea mund ta shndërrojnë nitratin në amonium, i cili është burimi ushqimor për bakteret anamnox, të cilat nga ana tjetër e shndërrojnë amoniumin në azot … pa përdorur oksigjen! Kjo është veçanërisht e rëndësishme për trajtimin e ujërave të zeza, siç theksohet nga Boran Kartal, një mikrobiolog në Institutin Max Planck, i cili shtoi:
"Një bioreaktor që përmban metan anaerob dhe mikroorganizma oksidues të amonit mund të përdoret për të shndërruar njëkohësisht amoniumin, metanin dhe azotin e oksiduar në ujërat e zeza në gaz azot dhe dioksid karboni, të cilët kanë një potencial shumë më të ulët të ngrohjes globale."
Edhe pse ata e dinin ekzistencën e këtyre oksiduesve të metanit të varur nga hekuri, ata nuk kishin qenë në gjendje t'i izolonin ato. Megjithatë, ata arritën t'i gjenin ato në koleksionin e tyre të mostrave, dhe tani ato mund të përdoren për të frenuar ngrohjen globale.
Mikrobet përfaqësojnë një burim thelbësor në luftën kundër ndryshimeve klimatike dhe ngrohjes globale. Me aftësinë e tyre për të metabolizuar komponime të ndryshme , duke përfshirë gazrat serrë, këto mikroorganizma po shfaqen si aleatë thelbësorë në zbutjen e emetimeve të dëmshme.
Roli vendimtar i mikrobeve në kapjen e karbonit
Ndërsa njerëzit përpiqen të luftojnë efektet e ndryshimeve klimatike, mund të jetë koha ta drejtojmë vëmendjen tonë te mikrobet si zgjidhja jonë thelbësore për ngrohjen globale. Mikrobet janë përgjegjëse për shumë ndryshime historike mjedisore që kanë formësuar Tokën. Këta gjeneratorë të vegjël të jetës kanë mbijetuar për miliarda vjet dhe hulumtimet e ardhshme mund të përmbajnë përgjigjet që kemi kërkuar gjatë gjithë kësaj kohe. Për më tepër, studimi i efekteve të ndryshimeve klimatike te mikrobet po bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm.
Mikrobet, duke përfshirë bakteret dhe kërpudhat, janë thelbësore për ruajtjen e një toke të shëndetshme dhe luftimin e ndryshimeve klimatike. Një element kyç në këtë kontekst është sekuestrimi i karbonit . Mikrobet e tokës janë thelbësore për kapjen e karbonit. Disa baktere dhe alga e shndërrojnë dioksidin e karbonit në lëndë organike, e cila më pas ruhet në tokë. Kjo ndihmon në largimin e dioksidit të karbonit të tepërt nga atmosfera, duke zbutur efektet e ngrohjes globale.
Disa nga mikrobet kryesore të tokës të përfshira në sekuestrimin e karbonit janë:
- Kërpudhat mikorizale: Këto kërpudha formojnë marrëdhënie reciproke me rrënjët e bimëve, duke i ndihmuar ato të thithin lëndët ushqyese dhe ujin nga toka. Ata gjithashtu luajnë një rol roli në sekuestrimin e karbonit duke rritur sasinë e karbonit të ruajtur në tokë.
- Aktinobakteret: Këto baktere janë të njohura për dekompozimin e mbeturinave të bimëve dhe lëndëve të tjera organike, duke çliruar dioksid karboni në proces. Ata gjithashtu luajnë një rol në sekuestrimin e karbonit duke prodhuar komponime organike që ndihmojnë në stabilizimin e lëndës organike të tokës.
- Rhizobia: Këto baktere krijojnë marrëdhënie simbiotike me bishtajore, duke fiksuar azotin nga ajri dhe duke e vënë atë në dispozicion të bimës. Ky proces gjithashtu ndihmon në rritjen e sasisë së karbonit të ruajtur në tokë.
- Kërpudhat mikorizale arbuskulare: Këto kërpudha formojnë marrëdhënie simbiotike me një gamë të gjerë speciesh bimore dhe luajnë një rol kyç në sekuestrimin e karbonit duke rritur sasinë e karbonit të ruajtur në tokë.
- Proteobakteret: Këto baktere dekompozojnë mbeturinat e bimëve dhe lëndët e tjera organike, duke çliruar dioksid karboni. Megjithatë, ata gjithashtu mund të luajnë një rol roli në sekuestrimin e karbonit duke prodhuar komponime që ndihmojnë në stabilizimin e lëndës organike të tokës.
Mikrobet dhe cikli i azotit
Azoti është një lëndë ushqyese thelbësore për rritjen e bimëve, por duhet të jetë në formën e duhur që bimët ta përdorin atë. Mikrobet e tokës luajnë një rol jetësor në ciklin e lëndëve ushqyese. Ato zbërthejnë lëndën organike, siç janë bimët dhe kafshët e ngordhura, dhe lëshojnë lëndë ushqyese thelbësore në tokë. Bimët më pas mund t'i thithin këto lëndë ushqyese dhe t'i përdorin ato për rritje dhe zhvillim.
Për shembull, bakteret që fiksojnë azotin, të tilla si Rhizobium , e shndërrojnë azotin atmosferik në një formë që bimët mund ta përdorin, siç është amoniaku ose nitriti. Ky proces, i quajtur fiksim i azotit, është thelbësor për rritjen e shumë bimëve, pasi azoti është një përbërës kritik i proteinave dhe strukturave të tjera qelizore. Ndërveprimi i mikrobeve me ciklin e azotit është jetik për shëndetin e tokës dhe të ekosistemit.
Këto janë disa nga mikrobet kryesore të përfshira në ciklin e azotit:
- Bakteret që fiksojnë azotin: Këto baktere, si p.sh Rhizobia y Azotobacter, mund të shndërrojë azotin atmosferik në një formë të përdorshme nga bimët. Ky proces, i quajtur fiksimi i azotit, është thelbësor për rritjen e bimëve dhe shëndetin e ekosistemit.
- Bakteret oksiduese të amoniakut: Këto baktere, si p.sh Nitrosomonas y Nitrosokok, konverton amoniakun në nitrit, i cili është një formë e ndërmjetme e azotit.
- Bakteret oksiduese të nitritit: Këto baktere, si p.sh Nitrobakter, konverton nitritin në nitrat, i cili është një formë tjetër e ndërmjetme e azotit.
- Bakteret denitrikuese: Këto baktere, si p.sh Pseudomonas y Parakoku, ata e kthejnë nitratin përsëri në gaz azot, i cili lëshohet në atmosferë.
Mikrobet dhe rritja e bimëve
Mikrobet e tokës luajnë një rol jetësor në rritjen e bimëve. Ato zbërthejnë lëndën organike, sigurojnë lëndë ushqyese , nxisin zhvillimin e rrënjëve dhe mbrojnë nga sëmundjet. Mikrobe dhe kërpudha të tjera ndihmojnë në zbërthimin e molekulave komplekse organike, të tilla si celuloza dhe lignina, në komponime më të thjeshta që bimët mund t'i përdorin. Ky proces, i njohur si dekompozim, kthen lëndë të ndryshme ushqyese në tokë, duke përfshirë karbonin, azotin, fosforin dhe squfurin. Mikrobet e tokës prodhojnë gjithashtu shumë vitamina dhe komponime të tjera që nxisin rritjen që bimët i thithin. Për shembull, bakteret e tokës prodhojnë vitaminë B12, e cila është thelbësore për rritjen dhe zhvillimin e bimëve.
Disa mikrobe të tokës, siç janë kërpudhat mikorizale, formojnë marrëdhënie simbiotike me rrënjët e bimëve. Këto kërpudha ndihmojnë në përmirësimin e përthithjes së ujit dhe lëndëve ushqyese nga rrënjët e bimëve, duke nxitur rritjen dhe zhvillimin e tyre. Mikrobet e tokës gjithashtu mund të ndihmojnë në mbrojtjen e bimëve nga sëmundjet. Për shembull, disa baktere prodhojnë antibiotikë që mund të vrasin ose pengojnë rritjen e mikrobeve patogjene, siç janë bakteret dhe kërpudhat, që shkaktojnë sëmundje të bimëve. Ndërveprimi midis mikrobeve dhe bimëve është një faktor kyç për qëndrueshmërinë bujqësore.
Cikli i lëndëve ushqyese dhe rëndësia e tij
Cikli i lëndëve ushqyese ndihmon tokën. Përveç azotit, mikrobet e tokës ndihmojnë në ciklin e lëndëve të tjera ushqyese thelbësore , siç janë fosfori dhe kaliumi, duke i bërë ato të disponueshme për rritjen e bimëve. Ky proces, i njohur si cikli i lëndëve ushqyese, ndihmon në ruajtjen e shëndetit dhe pjellorisë së tokës.
Këto janë disa nga mikrobet kryesore të përfshira në ciklin e lëndëve ushqyese:
- Zbërthuesit: Këto mikrobe, të tilla si kërpudhat dhe bakteret, dekompozojnë lëndën organike të vdekur dhe riciklojnë lëndët ushqyese të saj përsëri në tokë.
- Bakteret që tretin fosfor: Këto baktere, si p.sh bacil y Pseudomonas, mund të riciklojë fosforin nga burime të patretshme, duke e bërë atë të disponueshëm për bimët dhe organizmat e tjerë.
- Bakteret oksiduese të squfurit: Këto baktere, si p.sh Tiobacillus y Beggiatoa, luajnë një rol vendimtar në ciklin e squfurit duke oksiduar komponimet e squfurit, duke e bërë squfurin të disponueshëm për organizmat e tjerë në ekosistem.
Reduktimi i ndotjes së tokës
Mikrobet e tokës mund të zvogëlojnë ndotjen e tokës . Shumë procese industriale dhe produkte të konsumit lëshojnë kimikate të dëmshme në mjedis, duke ndotur tokën. Por disa mikrobe të tokës mund t'i zbërthejnë këta ndotës, duke ndihmuar në pastrimin e tokës së kontaminuar dhe mbrojtjen e ekosistemit. Është gjithashtu e rëndësishme të merret në konsideratë se si ndotja ndikon në ciklet natyrore biogjeokimike.
Kur mbetjet dekompozohen, ato lëshojnë metan, një tjetër gaz i fuqishëm serrë. Metani është një gaz i fuqishëm serrë që kontribuon në ngrohjen globale dhe mund të ndikojë negativisht në përpjekjet për kapjen e karbonit.
Disa mikrobe, veçanërisht disa lloje të arkeave dhe baktereve, janë të përfshirë në prodhimin e metanit. Një shembull i kësaj janë arkeat metanogjene. Këto mikrobe janë përgjegjëse për shumicën e prodhimit të metanit në mjedise anaerobe, të tilla si ligatinat, orizinat dhe trakti tretës i ripërtypësve. Ata prodhojnë metan si një nënprodukt i aktiviteteve të tyre metabolike, të cilat përfshijnë dekompozimin e lëndës organike. Kështu, bëhet e rëndësishme të hetohet se si ndotja ndikon në ciklet biogjeokimike të Tokës.
Prodhimi i metanit nga këto mikrobe mund të lëshojë sasi të konsiderueshme të gazit në atmosferë, gjë që mund të ndikojë negativisht në përpjekjet për sekuestrimin e karbonit dhe klimës. Megjithatë, është e rëndësishme të theksohet se jo të gjithë mikrobet e përfshira në prodhimin e metanit janë të dëmshëm. Disa mikrobe, të tilla si ato të përfshira në prodhimin e biogazit, mund të shfrytëzohen për të prodhuar energji të rinovueshme duke reduktuar emetimet e gazeve serrë.
Mikrobioma dhe shëndeti i tokës
Një mikrobiome e shëndetshme e tokës është thelbësore për ruajtjen e shëndetit të tokës dhe promovimin e bujqësisë së qëndrueshme. Mikrobet luajnë një rol vendimtar në shëndetin e mikrobiomës së tokës në disa mënyra:
- Zbërthimi: Mikrobet, të tilla si kërpudhat dhe bakteret, dekompozojnë lëndën organike të vdekur dhe riciklojnë lëndët ushqyese të saj përsëri në tokë, duke mbështetur rritjen e bimëve dhe organizmave të tjerë.
- Cikli i lëndëve ushqyese: Mikrobet luajnë një rol kyç në qarkullimin e elementeve thelbësore, si karboni, azoti, fosfori dhe squfuri, përmes ekosistemit. Kjo ndihmon në ruajtjen e ekuilibrit të lëndëve ushqyese në tokë dhe i bën ato të disponueshme për bimët dhe organizmat e tjerë.
- Struktura e tokës: Mikrobet, të tilla si kërpudhat mikorizale, mund të ndihmojnë në përmirësimin e strukturës së tokës duke formuar rrjete hifash që lidhin grimcat e tokës së bashku. Kjo mund të ndihmojë për përmirësojnë mbajtjen e ujit, zvogëlojnë erozionin dhe rrisin shëndetin e përgjithshëm të tokës.
- Shtypja e sëmundjes: Mikrobet mund të ndihmojnë në shtypjen e sëmundjeve të bimëve duke konkurruar me patogjenët për burime, duke prodhuar antibiotikë dhe duke nxitur rritjen e shëndetshme të rrënjëve.
- Kontrolli i insekteve: Mikrobet mund të luajnë një rol në kontrollin e dëmtuesve duke prodhuar toksina që janë toksike për insektet dhe dëmtuesit e tjerë dhe duke nxitur rritjen e bimëve rezistente ndaj dëmtuesve.
Testimi biologjik i tokës është jetik për të kuptuar shëndetin e tokës dhe rolin e mikrobiomës në prodhimin e të korrave. Biome Makers ofron një analizë biologjike të tokës të quajtur Testi BeCrop. Testi BeCrop është praktik për fermerët sepse kjo analizë biologjike e tokës zbulon rrugët e bllokuara të lëndëve ushqyese, diversitetin mikrobik, marrëdhënien midis kërpudhave dhe baktereve, zbulimin e rrezikut të sëmundjeve, si dhe prodhimin e hormoneve dhe përshtatjen ndaj stresit. Me këto të dhëna, fermerët mund të aplikojnë plehra ose produkte biologjike më të sakta për të diagnostikuar probleme specifike, duke kursyer kohë dhe para dhe duke rritur rendimentin dhe cilësinë e të korrave.
Mikrobet dhe sëmundjet
Transmetimi dhe përhapja e mikroorganizmave patogjenë, shkalla e replikimit të tyre dhe mbijetesa e tyre në mjedis ndikohen fuqishëm nga reshjet, lagështia relative, temperatura, kripësia dhe era. Ndryshimi i klimës mund të ndikojë gjithashtu në shfaqjen dhe përhapjen e sëmundjeve infektive si në mjediset detare ashtu edhe në ato tokësore. Mund të ndikojë gjithashtu në shëndetin e ekosistemeve, një aspekt që meriton vëmendje, veçanërisht në kontekstin e efekteve shëndetësore të ngrohjes globale.
Për shembull, ekziston një lidhje midis rritjes së temperaturave të sipërfaqes së detit dhe sëmundjeve të koraleve: ngrohja e oqeaneve mund të ndryshojë mikrobiotën e koraleve, duke kontribuar në shfaqjen e disa sëmundjeve. Acidifikimi i oqeanit mund të shkaktojë dëmtim të indeve te peshqit, duke dobësuar sistemin e tyre imunitar dhe duke inkurajuar pushtimin e baktereve patogjene. Diçka e ngjashme ndodh me amfibët kur temperaturat rriten. Në nivelin tokësor, shumë patogjenë të bimëve dhe kulturave janë të ndjeshme ndaj ndryshimeve të temperaturës dhe ndikohen nga klima.
Rritja e rezistencës ndaj antibiotikëve midis disa patogjenëve njerëzorë është lidhur gjithashtu me ndryshimet klimatike. Është sugjeruar se një rritje e temperaturës mund të favorizojë transferimin horizontal të gjeneve të rezistencës dhe një rritje në shkallën e rritjes së patogjenit. Patogjenët e transmetuar nga vektorët, si mushkonjat dhe rriqrat, të transmetuar përmes ushqimit, ajrit ose ujit mund të jenë veçanërisht të ndjeshëm ndaj efekteve të ndryshimeve klimatike.
Inovacionet në bioteknologjinë mikrobike
Bioteknologjia mikrobike mund të ofrojë zgjidhje inovative për një zhvillim më të qëndrueshëm. Janë duke u zhvilluar kërkime për të manipuluar gjenetikisht mikroorganizmat për të rritur kapacitetin e tyre për të reduktuar N₂O në N₂ atmosferik , duke neutralizuar kështu emetimet e këtij gazi; për të manipuluar mikrobiotën e rumenit për të zvogëluar prodhimin e CH₄ ; për të përdorur mikroorganizmat për të prodhuar biokarburante dhe për të zvogëluar përdorimin e lëndëve djegëse fosile; dhe së fundmi për të transformuar një bakter për të konsumuar CO₂.
Nuk ka dyshim se ndryshimi i klimës mund të ndikojë në shkallën me të cilën mikrobet transformojnë azotin dhe ciklet e tjera biogjeokimike. Prandaj, është thelbësore të kuptohet ndikimi i mikroorganizmave në ekosistemet dhe se si këto, nga ana tjetër, ndikohen nga ndryshimet klimatike.
Me kalimin e viteve, hulumtimet kanë treguar se këta mikroorganizma janë thelbësorë jo vetëm për shëndetin e tokës dhe bujqësinë, por edhe për shëndetin e përgjithshëm të planetit , duke vepruar si rregullatorë të klimës dhe duke funksionuar si filtra natyrorë të gazrave serrë.
