Микробиология глобальных изменений: ключевая роль микроорганизмов в будущем планеты

Микробиология глобальных изменений — это область исследований, изучающая реакцию микроорганизмов на глобальное потепление, истощение ресурсов и загрязнение среды, а также их обратную связь и функции в изменении климата.

Профессор Антье Бётиус, директор Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера (AWI), подчеркивает важность этой области: учитывая огромное влияние микроорганизмов на планетарные потоки веществ, продуктивность и здоровье экосистем и человека, эти исследования дадут ключевые знания о будущем Земли.

Микроорганизмы, существующие более 3,8 млрд лет, создали условия для появления многоклеточной жизни и человека. Сейчас человечество, по словам Бётиус, инициировало новую геологическую эпоху — антропоцен, оказывая масштабное воздействие на планету. Стабильный климат последних 12 000 лет и доступные энергоресурсы позволили экспоненциальный рост населения. Однако первые данные показывают, что обратная связь между климатом и микробами в почве и воде создаст серьёзные проблемы: при потеплении микроорганизмы производят больше CO₂. Утрата биоразнообразия и масштаб экологического ущерба требуют срочной смены курса.

Выявлены различные эффекты обратной связи, ускоряющие нагрузку на среду:

• Расширение сельского хозяйства увеличивает микробную выработку парниковых газов.
• В некоторых регионах океана даёт сбой «биологический насос» (процесс переноса углерода в глубины).
• Болезни распространяются в более широких климатических зонах.

При этом микроорганизмы могут быть частью решения для поиска устойчивых источников энергии, восстановления экосистем и поддержания здоровья планеты и человека.

Бётиус отмечает: несмотря на растущие знания о разнообразии и функциях микробов, эти данные часто не включаются в глобальные климатические модели и передачу знаний. Необходимо активизировать исследования о том, как деятельность человека меняет микробные сообщества и как микроорганизмы могут помочь в создании устойчивых решений в биоэкономике, биотехнологиях, сельском хозяйстве, энергетике, здравоохранении и инфраструктуре.

В предисловии к новой серии статей в Nature Reviews Microbiology профессор Бётиус утверждает: оценка биологического разнообразия Земли, включая микроорганизмы и их взаимосвязи, остаётся глобальной ответственностью, поскольку эти знания понадобятся будущим поколениям для улучшения управления окружающей средой.