Wetenschap
Uit onderzoek blijkt dat menselijke activiteit boven natuurlijke input de bacteriële gemeenschap in een ijskern bepaalt
Het Tibetaanse Plateau (TP) heeft het derde grootste aantal gletsjers, na Antarctica en Groenland. Bacteriën, die door droge en natte afzetting op gletsjeroppervlakken worden afgezet, ondergaan in-situ groei en worden vervolgens in ijskernen bewaard onder invloed van omgevingsselectie, zoals UV-straling en lage temperaturen.
Omdat gletsjerbacteriën grotendeels vanuit verre of lokale bronnen worden getransporteerd door atmosferische circulatie, kunnen veranderingen in de bronecosystemen ook de samenstelling van gletsjerbacteriën aan het oppervlak beïnvloeden. Daarom kunnen de kenmerken van bacteriële gemeenschappen in ijskernen dienen als indicatoren voor vroegere klimaten en menselijke activiteiten.
Een onderzoeksteam onderzocht de bacteriële gemeenschap vanuit een 74 meter grote ijskern van de Muztag Ata-gletsjer op het Tibetaanse plateau om biologische indicatoren te koppelen aan klimaat- en antropogene activiteiten uit het verleden. Ze observeerden een toename van de bacteriële rijkdom in de hele ijskern, wat geassocieerd was met hogere NH + 4 , een indicator van de landbouwontwikkeling.
Ondertussen vertoonde de gelijkmatigheid negatieve correlaties met DOC en MAP, en positieve correlatie met δ 18 O, Na + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ , Cl − , SO4 2- , en NEE3 - . Deze indicatoren bieden gezamenlijk veelbelovende inzichten voor het afleiden van klimaat- en milieuveranderingen uit het verleden.
De onderzoekers onderzochten verder de samenstelling van bacteriegemeenschappen in ijskernen. Clusteranalyse op bacteriefamilieniveau geeft drie verschillende groepen monsters aan. Via clusteranalyse op bacteriefamilieniveau ontdekten ze drie verschillende groepen monsters.
Cluster A omvat de jaren 1953 tot 1991, Cluster B bestaat uit 11 monsters van 1933 tot 1951, terwijl de meerderheid van de monsters in Cluster C dateert tussen 1907 en 1930. Er werd vastgesteld dat de samenstelling van de bacteriële gemeenschap werd gevormd door een combinatie van menselijke activiteit, natuurlijke input en luchttemperatuur, waarbij een uitgesproken menselijke invloed na de jaren vijftig duidelijk werd.
Bovendien werd de relatieve overvloed aan met de darmen geassocieerde bacteriën van dieren, waaronder Aerococcaceae, Nocardiaceae, Muribaculaceae en Lachnospiraceae, geassocieerd met veranderingen in het aantal vee in de Centraal-Aziatische regio. Samen met andere bacterielijnen verklaarden ze gezamenlijk 59,8% van de veranderingen in het aantal vee.
-
De lineaire regressie tussen bacteriële rijkdom (a) en gelijkmatigheid (b) met de gedateerde ijskernleeftijd wordt weergegeven. (c) toont de correlatie tussen bacteriële rijkdom en gelijkmatigheid met de gemeten omgevingsproxy's. Significante correlaties (bij P<0,05) zijn gemarkeerd met sterretjes. rBC, vuurvaste zwarte koolstof; MAP, gemiddelde jaarlijkse neerslag; DOC, opgeloste organische koolstof. Krediet:Science China Press -
De variaties in de gemeenschapsstructuur worden gevisualiseerd op basis van de Bray-Curtis-ongelijkheid van de bacteriële gemeenschap op familieniveau, na Hellinger-transformatie. Paneel (a) toont de hiërarchische clustering met behulp van een volledige koppelingsbenadering, paneel (b) toont de ordinatieplot van de hoofdcomponent met de gelabelde kwadranten, paneel (c) toont de op afstand gebaseerde lineaire modellering. Krediet:Science China Press - https://www.ier.hit-u.ac.jp/rrc/English/pdf/RRC_WP_No67.pdf Krediet:Science China Press">
Paneel (a) toont de jaarlijkse veranderingen in de relatieve overvloed aan indicatieve geslachten voor de veehouderij (Aerococcaceae, Nocardiaceae, Muribaculaceae en Lachnospiraceae) en het aantal dieren (rundvee en schapen) over de ijskern. Paneel (b) toont de Pearson-correlatie tussen de relatieve overvloed aan indicatieve afstammingslijnen en de aantallen dieren. Voor paneel (a) vertegenwoordigen grijze gebieden de consistente, van jaar tot jaar veranderende patronen (toename of afname). De gemiddelde waarde voor en na 1950 werd met stippellijnen aangegeven. De aantallen dieren zijn verkregen uit de Russische landbouwstatistieken op https://www.ier.hit-u.ac.jp/rrc/English/pdf/RRC_WP_No67.pdf. Krediet:Science China Press
"Deze nieuwe bevindingen kwantificeren niet alleen de relatie tussen bacteriële diversiteit en gemeenschapssamenstelling met vroegere klimaten en menselijke activiteiten, maar benadrukken ook hoe veranderingen in landgebruik, aangedreven door landbouw en veeteelt, de aanwezigheid van potentieel schadelijke bacteriën op gletsjers intensiveren. Dit vergroot ons begrip van het regionale klimaat en menselijke activiteiten”, zegt Dr. Liu.
Deze studie biedt een uitgebreide analyse van de eeuwenlange dynamiek van bacteriële gemeenschappen in de Muztag Ata-ijskern. De geïdentificeerde bacteriële markers bieden waardevolle inzichten in vroegere milieuomstandigheden en menselijke activiteiten in de bronregio's, waardoor het microbiële potentieel in klimaatstudies in ijskernen wordt onderstreept.
Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Science China Earth Sciences .
Deze studie wordt geleid door Dr. Yongqin Liu (Instituut voor Tibetaans Plateauonderzoek, Chinese Academie van Wetenschappen).