Die globale Erwärmung aktiviert ruhende Bakterien im Boden

Neueste Studien, die vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsysteme (CeMESS) der Universität Wien durchgeführt und im Journal Science Advances veröffentlicht wurden, beleuchten den signifikanten Einfluss der Bodentemperatur auf die Vielfalt der vorhandenen Mikroorganismen und somit auf den globalen Kohlenstoffmanagementprozess unseres Planeten.

Bislang ging die wissenschaftliche Gemeinschaft davon aus, dass die Erwärmung des Bodens direkt das Wachstum der Mikroorganismen fördert, was zu einer erhöhten Menge an Kohlenstoff führt, der in die Atmosphäre freigesetzt wird. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen jedoch einen bislang unbekannten Aspekt: Der Anstieg der Kohlenstoffemissionen ist nicht direkt auf ein schnelleres Wachstum der Mikroben unter Hitzeeinwirkung zurückzuführen, sondern eher auf die Aktivierung von Bakterien, die sich in einem Ruhezustand befanden.


Die Böden, die die größten Reservoire für organischen Kohlenstoff auf der Erde darstellen, spielen eine entscheidende Rolle im Kohlenstoffkreislauf. Mikroorganismen zersetzen organische Materie und setzen dabei Kohlendioxid frei. Unter dem Einfluss des Klimawandels, der eine Erwärmung verspricht, wurde erwartet, dass diese mikrobiellen Gemeinschaften mehr Kohlendioxid emittieren, wodurch der Klimawandel durch einen als Bodenkohlenstoff-Klima-Rückkopplung bekannten Prozess beschleunigt wird.

Das Forschungsprojekt konzentrierte sich auf eine subarktische Wiese in Island, die seit über einem halben Jahrhundert einer natürlichen geothermischen Erwärmung ausgesetzt ist, was zu einem Anstieg der Bodentemperaturen führte. Durch den Einsatz von fortschrittlichen isotopischen Markierungstechniken zur Sammlung und Analyse von Bodenproben konnten die Wissenschaftler das Wachstum verschiedener bakterieller Taxa unter normalen und erhöhten Temperaturbedingungen vergleichen.

Die Ergebnisse waren überraschend: Obwohl die Erwärmung des Bodens zu einer Zunahme des mikrobiellen Wachstums auf Gemeinschaftsebene führte, waren die Wachstumsraten der Mikroben in den wärmeren Böden ähnlich denen bei normalen Temperaturen. Der signifikante Unterschied lag in der bakteriellen Vielfalt: Die wärmeren Böden beherbergten eine vielfältigere Palette aktiver mikrobieller Taxa.

Diese Entdeckung verändert unser Verständnis davon, wie Bodenmikrobenaktivitäten auf den Klimawandel reagieren und ebnet den Weg für genauere Vorhersagen über mikrobielles Verhalten und dessen Einfluss auf den Kohlenstoffkreislauf unter sich verändernden Klimabedingungen. Die gewonnenen Informationen sind entscheidend, um die zukünftige Auswirkung des Bodenmikrobioms auf die Kohlenstoffdynamik vorherzusagen.