science >> Wetenschap >  >> Natuur

Fosforvoeding kan de groei van planten en microben in droge, locaties op grote hoogte

De naam van de Puca-gletsjer komt van de rode kleur van de rotsen aan de oostelijke morene (rechterkant), aangezien Puca Quechua is voor 'rood'. Terrein dat onlangs is blootgelegd door de terugtrekking van de gletsjer is te zien op de voorgrond, praktisch verstoken van leven. Door de rode kleur van het sediment, we voelden ons alsof we op het oppervlak van Mars waren tijdens ons veldwerk daar. Krediet:John Darcy / Universiteit van Colorado Boulder

Glaciale retraite in de kou, ecosystemen op grote hoogte stellen omgevingen bloot die extreem gevoelig zijn voor de invoer van fosfor, nieuwe door Boulder geleide onderzoeksresultaten van de Universiteit van Colorado. De bevinding heft eerdere ecologische veronderstellingen op, helpt wetenschappers de reacties van planten en microben op klimaatverandering te begrijpen en kan het inzicht van wetenschappers in de grenzen van het leven op aarde vergroten.

De studie, die onlangs in het tijdschrift werd gepubliceerd wetenschappelijke vooruitgang , ontdekte dat zelfs in bergachtig terrein boven de 17, 000 voet boven zeeniveau, waar de bodem elke nacht van het jaar bevriest, de toevoeging van fosfor resulteerde in een snelle groei van planten en fotosynthetische microben, zodat ze de kou kunnen overwinnen, droog klimaat.

"Het leven is vindingrijker dan we eerder hadden kunnen vermoeden, zei Steven Schmidt, een professor in de afdeling Ecologie en Evolutionaire Biologie (EBIO) van CU Boulder en een co-auteur van het onderzoek. "Fosfor zorgt ervoor dat microben snel kunnen reageren en op deze sites kunnen groeien."

Stikstof en fosfor zijn beide essentiële voedingsstoffen voor vegetatie en microben, maar planten groeien langzamer in droge, hooggelegen locaties dan in natte, gematigde streken. Op basis van klassieke experimenten, onderzoekers hadden vermoed dat deze trage regeneratie voornamelijk te wijten was aan het barre klimaat en het relatieve gebrek aan stikstof, beperking van het potentieel voor organisch leven.

"De gedachte is altijd geweest dat stikstof het belangrijkst is voor deze pas blootgelegde bodems, " zei John Darcy, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Hawaï die co-auteur was van de studie terwijl hij aan CU Boulder was. "Maar eerder onderzoek was geconcentreerd in kust- en eilandlandschappen. Niemand had naar deze koude, droge hooggelegen systemen eerder."

CU Boulder-professor Steve Schmidt staat op een heuvel tijdens de wandeling naar de Puca Glacier-veldsites, kijkend naar de gletsjer. Bergcentrum links is Nevado Chumpi. De rode kleur van de oostelijke morene van de Puca-gletsjer is opvallend, zelfs van een afstand. Krediet:John Darcy / Universiteit van Colorado

Onderzoekers van CU Boulder, Duke universiteit, de Universiteit van Montana en de Universiteit van Minnesota putten uit zes jaar aan veldgegevens van droge locaties in het centrale Alaska-gebergte en het Andesgebergte in het zuiden van Peru. Beide gebieden hebben de afgelopen decennia een aanzienlijke terugtrekking van gletsjers doorgemaakt als gevolg van klimaatverandering.

Er is waargenomen dat postglaciale landschappen tot 150 jaar grotendeels onbegroeid blijven, het achterlaten van uitgestrekte potentieel onstabiele meren en land dat kan leiden tot overstromingen, modderstromen en mogelijke watertekorten.

CU Boulder-onderzoeker John Darcy vloog in 2015 met de quadcopter in de buurt van een veldlocatie in Peru. Credit:Steve Schmidt / University of Colorado Boulder

Het voorheen niet onderkende belang van fosfor voor vegetatie en microben voegt een nieuwe context toe aan lang gekoesterde ecologische theorieën en zou toekomstige astrobiologische studies kunnen informeren, evenals verder onderzoek naar vervuiling door landbouwafval.

"We verleggen de grenzen van wat we weten over de grenzen van het leven op aarde, ' zei Schmidt.