Kako nivo mora raste zbog globalnog zagrevanja, ekosistemi se menjaju. Naučnici su verovali da je jedna mala srebrna podloga da bi močvarna područja koja se nalaze u estuarijima mogla da proizvedu manje metana – snažnog gasa staklene bašte – pošto sve veći priliv morske vode čini ova staništa manje gostoljubivim za mikrobe koji proizvode metan.
Međutim, istraživanja biologa iz Nacionalne laboratorije Lorens Berkli (Berkli Lab) i UC Berkli pokazuju da ove pretpostavke nisu uvek tačne. Nakon ispitivanja mikrobnih, hemijskih i geoloških karakteristika 11 močvarnih zona, tim je otkrio da močvarno područje izloženo maloj količini morske vode emituje iznenađujuće visoke nivoe metana – daleko više nego bilo koja od slatkovodnih lokacija.
Njihovi rezultati, koji su sada objavljeni u mSistems, ukazuju na to da su faktori koji određuju koliko se gasova staklene bašte skladišti ili emituje u prirodnim pejzažima složeniji i teško ih je predvideti nego što smo mislili.
„Pogledali smo koliko je metanogena, organizama koji stvaraju metan, prisutno u zemljištu na ovim lokacijama i to nije bilo baš u dobroj korelaciji sa uočenom količinom metana“, rekla je stariji autor Suzana Tringe, direktorka Environmental Genomics & Odsek za sistemsku biologiju. „Čak i ako pogledate količinu metanotrofa, organizama koji jedu metan, u kombinaciji sa metanogenima, to izgleda ne objašnjava u potpunosti.“
Tringe i njene kolege su uzele uzorke tla sa 11 lokacija i koristile sekvencioniranje visoke propusnosti za analizu DNK organizama pronađenih u uzorcima, uključujući bakterije, viruse i gljivice. Ispitivali su koji su geni prisutni u sekvencama i mapirali ih na poznate funkcije – na primer, identifikovali gene za koje se zna da su uključeni u metabolizam azota ili gene bakterija koje koriste sulfat tokom disanja. Zatim su radili na modeliranju kako genetske informacije koje su pronašli, u kombinaciji sa hemijskim faktorima u tlu i vodi, mogu dovesti do emisija metana koje su primetili.
Na većini lokacija, koje su se kretale od slatke vode do punog saliniteta morske vode, količina emitovanog metana bila je obrnuto povezana sa količinom slane vode koja je tekla i mešala se sa rečnom vodom. Ali na jednom mestu, koje je obnovljeno 2010. sa sezonskog travnatog pašnjaka za ispašu stoke nazad u svoje prvobitno močvarno stanište, tim je video visoke emisije metana uprkos umerenoj količini slane vode.
Morska voda sadrži više sulfata (jon sa sumporom i kiseonikom) od slatke vode, što dovodi do pretpostavke da bi povećan priliv morske vode u ovim sredinama doveo do manje proizvodnje metana jer su metanogeni koji koriste CO 2 za proizvodnju ćelijske energije nadmašeni od strane bakterija koje umesto toga koristite sulfat.
„Na kraju, otkrili smo da postoje značajni uticaji drugih bakterijskih grupa poput onih koje razgrađuju ugljenik, pa čak i organizama koji su poznatiji kao ciklusi azota, i nismo mogli lako da objasnimo emisije metana nečim tako jednostavnim kao što je npr. , koliko je sulfata dostupno ili koliko metanogena ima“, rekao je Tringe.
Drugi koncept u ekologiji je da vraćanje staništa u njihovo izvorno stanje može povećati skladištenje ugljenika, poboljšati kvalitet vode i povećati populaciju divljih životinja. Poslednjih decenija, močvare su sve više prepoznate kao kritični ekosistemi za ove ekološke usluge, što je dovelo do široko rasprostranjenih napora da se ekosistemi obnove uklanjanjem barijera, zagađenja i neautohtonih organizama.
Rad na modeliranju koautora Dennisa D. Baldocchija, izvršnog prodekana i profesora biometeorologije na UC Berkelei, sugeriše da iako obnovljena močvara trenutno dodaje gas staklene bašte u atmosferu, ekosistem će se stabilizovati i početi da služi kao čisti ponor ugljenika u roku od 100 do 150 godina. Ovo možda nije vremenska linija kojoj su se zainteresovane strane nadale kada su obnovile područje sa ciljem sekvestracije ugljenika.
„Želimo da znamo da li će ovi sistemi delovati kao dugoročni ponori ugljenika“, rekao je Baldocchi. „I ova mikrobiološka istraživanja mogu pomoći u preciziranju naših modela i predviđanja.“
Tringe je primetio da su druge laboratorije primetile povećanu proizvodnju metana iz močvarnog zemljišta sa povećanim salinitetom. Naučnici sa Univerziteta Duke uzeli su uzorke jezgra tla iz obalne slatkovodne močvare i izložili ih veštačkoj morskoj vodi i veštačkoj morskoj vodi kojoj nedostaje sulfat. U oba slučaja proizvodnja metana je porasla. Tringeova laboratorija je nedavno sarađivala sa Marcelom Ardonom sa Državnog univerziteta Severne Karoline kako bi analizirala mikrobne zajednice u tim zemljištima.
„Očekivalo se da će sulfat biti najvažniji. I u tim studijama, ne samo da je slana voda stimulisala proizvodnju metana, što je opet u suprotnosti sa dogmi da je sulfat važan, dešavalo se da li imate sulfata ili ne; u stvari, sulfat nije imao veliki uticaj na emisije metana“, rekao je Tringe. „Tako da mislim da ove eksperimentalne manipulacije ponovo potvrđuju priču da postoji više nijansiranih efekata prodora morske vode od samo dodavanja sulfata, kao i više nijansiranih faktora koji stoje iza obnove ekosistema.“
