Wetenschappers verwachten dat klimaatverandering de geografische verspreiding van microben in de bodem beïnvloedt, maar weinig studies hebben diep in die relatie gegraven. Een studie die deze week is gepubliceerd in mSystemen suggereert dat de verbinding tientallen jaren kan duren. Na sequentiebepaling van grondmonsters uit Noord-Amerika en het Tibetaanse plateau, en deze te vergelijken met historische klimaatrecords, een internationaal team van onderzoekers ontdekte dat de huidige mix van bodembacteriën sterk wordt beïnvloed door het klimaat van 50 jaar geleden.

"Het klimaat in het verleden kan de verspreiding van bacteriën beter voorspellen dan het huidige klimaat, " zegt biostatisticus Katherine Pollard, senior auteur van de studie en directeur van het Gladstone Institute of Data Science &Biotechnology in San Francisco, Californië.

Eerdere studies hebben een vertraging aangetoond bij planten en dieren, waarin organismen jaren of decennia nodig hebben om zich aan te passen aan het veranderende klimaat, maar deze studie is de eerste die zo'n legacy-effect laat zien voor prokaryoten op de bodem.

"We vonden deze verrassend lange vertragingen in hoe de verspreiding van microben reageert op verschuivingen in het klimaat en het milieu, ", zegt microbieel ecoloog en studieleider Joshua Ladau, die aan de studie werkte terwijl hij in Gladstone was.

Ervan uitgaande dat de relatie tussen klimaat en bodemmicroben niet verandert, hij zegt, het kan worden gebruikt om de toekomst te voorspellen. "Als de klimaatverandering vandaag zou stoppen, wat zou er gebeuren met de microbiële distributie als het tijd heeft om in te halen?" vraagt ​​Ladau. "Waar hebben we ons al voor aangemeld?"

Er achter komen, hij en zijn medewerkers ontwierpen een statistisch model dat gebaseerd was op de relatie die ze waarnamen en in de huidige klimaatomstandigheden stopten. Het model voorspelt dat als bodemmicroben zich de komende decennia aanpassen aan het huidige klimaat, hun diversiteit zal de komende halve eeuw toenemen op het grootste deel van het Tibetaanse plateau en in het noorden van Noord-Amerika.

die bevindingen, zegt Ladau, zijn verbonden met het idee van uitstervingsschuld, die op grote schaal is bestudeerd in macro-organismen zoals planten en dieren, maar niet in microbiële systemen. "Uitstervingsschuld" beschrijft een scenario waarin een organisme leeft op een plaats waar het niet langer kan bestaan, maar het kan jaren of decennia duren om te verdwijnen.

De studie begon niet met een focus op klimaatverandering. Microbioloog Haiyan Chu, senior auteur van de studie, samen met zijn afgestudeerde student Yu Shi, beide aan het Institute of Soil Science van de Chinese Academie van Wetenschappen in Nanjing, had 180 bodemmonsters van 60 locaties op het Tibetaanse plateau gesequenced. Ze reikten naar Pollard, bij Gladstone, werken aan een beschrijvende analyse van de microben uit verschillende delen van de regio. Ladau, daarna een postdoctoraal onderzoeker in het lab van Pollard, nieuwsgierig werd naar de klimaatverbinding met die monsters, en analyseerden wereldwijde kaarten van klimaatrecords die teruggaan tot 1950. De onderzoekers verkregen Noord-Amerikaanse monsters ter vergelijking.

De onderzoekers hanteren een vergelijkbare benadering voor andere microbiële gemeenschappen, inclusief mariene micro-organismen. Ladau zegt dat hij ook graag naar bodemmonsters en klimaatrecords van verder terug in de tijd zou willen kijken

'Hoe ver kunnen we deze dingen terugduwen?' hij vraagt. 'Decennia? Honderden jaren? Miljoenen?'