Een onzichtbare wereld onder je voeten
Tot voorkort was het erg lastig om de soorten microben die actief zijn in grondsmonsters te achterhalen. De onderzoekers hebben een methode ontwikkeld waarmee uitgezocht kan worden of cellen nieuwe eiwitten produceren, en dus actief zijn. Dit doen ze door speciale aminozuren toe te voegen, die door microben worden opgenomen en gebruikt als bouwstenen voor de eiwitten die de microben produceren. Vervolgens kan er een radioactief label aan deze speciale aminozuren worden gehangen. Een actieve cel maakt meer eiwitten dan een inactieve cel. Als je dus per cel de radioactiviteit meet, weet je hoe veel speciale aminozuren in de cel zitten. Aan de hand hiervan is dus precies te bepalen hoeveel eiwitten de microbe gemaakt heeft en hoe actief deze dus is.
Een onmisbaar ecosysteem
Deze methode bleek goed te werken, waardoor de onderzoekers duidelijke resultaten kregen over welke microbiële populaties actief zijn in deze bovenste grondlaag, de zogeheten biocrust. Deze vind je in gebieden waar het zo droog is dat planten er niet kunnen groeien en zonlicht dus de bodem kan bereiken.
Biocrusts bedekken zo’n 12% van al het land op aarde. De microben in deze laag vormen een ‘huid’ over de grond eronder en blijken een essentiële rol te hebben voor de ecosystemen in de grond onder ze. Zo vangen deze microben stikstof en koolstof uit de lucht en slaan deze op in de grond. Daarnaast houden ze gronddeeltjes bij elkaar. En juist dit fenomeen is ontzettend belangrijk! Als de microben dit niet zouden doen, zou namelijk in deze droge gebieden veel meer stof ontstaan, wel 5 tot 15% wereldwijd. Deze toename in stof in onze atmosfeer zou het klimaat en menselijke gezondheid beïnvloeden. Daarnaast zou erosie een stuk sneller plaatsvinden als de bodemdeeltjes niet door deze microben bijeen gehouden worden.
In periodes van droogte zijn de microben in de biocrust niet actief. Na regenval worden er echter populaties actief die direct aan de slag gaan om koolstof en stikstof te fixeren uit de lucht. In alle samples waren dat voornamelijk Proteobacteriën, Actinobacteriën, Firmicutes en Bacteroidota.
Goede ‘huidverzorging’
De onderzoekers verwachten dat met de huidige klimaatverandering in 65 jaar tot 40% van deze biocrusts gaat verdwijnen. Dit onderzoek is dus nog maar het topje van de ijsberg: om de biocrusts weerbaarder te kunnen maken tegen periodes van extreme droogte of hitte, zullen we nog veel meer over deze ‘levende huid’ van onze aarde moeten ontdekken.
Auteur: Noa Hudepol