En ny undersøgelse er gravet dybt ind i fortiden af kystklitterne på en ikonisk Queensland -placering i et forsøg på bedre at forstå, hvordan mikroskopiske processer i jord understøtter nogle af de mest biodiverse landskaber på jorden.
I en artikel offentliggjort i Nature Geoscienceteamet af forskere fra Griffith University, University of Sydney og Stockholm University undersøgte en række kystditter i forskellige aldre (fra 0 til 700.000 år gammel) i Cooloola National Park nær Rainbow Beach for at forstå, hvordan jordmikroorganismer blev klaret med alvorligt faldende niveauer af næringsstoffer som fosforos i jord, efterhånden som dunerne blev ældre.
Fosfor er et element, der er vigtigt for alle levende ting. Det spiller en afgørende rolle i forskellige fysiologiske processer, herunder energimetabolisme, cellemembrandannelse og fotosyntese.
“Vi ved meget om de træk, planter bruger til at tackle fosformangel, men har lidt viden om, hvordan jordmikrober håndterer det,” sagde professor Charles Warren, seniorforfatter fra University of Sydney.
“Denne videngap har begrænset vores evne til at forstå, hvordan fosforbegrænsede økosystemer fungerer.”
Fellow co-lead-forfatter Dr. Orpheus Butler fra Griffiths Australian Rivers Institute sagde, at holdet fandt, at mikrober-såsom svampe og bakterier-havde virkelig stærke fysiologiske strategier til at håndtere lave fosforniveauer.
Disse strategier inkluderer udskiftning af membranphospholipider med ikke-fosfor lipider og akkumulering af forskellige typer mikrobielle fedtstoffer.
“Vores undersøgelse fremhæver, at jordmikrober bruger sofistikerede strategier til at håndtere fosforknaphed, og at disse strategier markant former, hvordan økosystemer fungerer og udvikler sig over lange tidsskalaer,” sagde han.
“Mikrober fungerer næsten som ‘fosforportekeepere’ i jorden. Planterne og mikroberne konkurrerer slags om fosfor, men der er gensidighed involveret. Mikrober har brug for planterne til at vokse, for hvis der ikke er nogen planter, er der ingen kulstof for mikroberne at spise. Så det er konkurrence og lethed på samme tid.”
Professor Warren sagde, at resultaterne af denne undersøgelse var vigtige, fordi det afslørede de generelle strategier, der gjorde det muligt for mikrober at overleve og trives i ekstremt fosforfattige jord.
“Vi brugte et naturligt fosforfattigt indfødt økosystem til at afsløre de træk, der giver mikrober mulighed for at trives på P-fattige jordarter, men resultaterne er lige så relevante for styrede landbrugssystemer, der ofte P Limited,” sagde han.
“De vigtige næste trin er at anvende vores viden om mikrober til forbedring af produktiviteten af fosforbegrænsede økosystemer.”
Dr. Butler sagde, at jord med lav fertilitet understøttede nogle af de mest biodiverse landskaber på jorden, såsom tropiske regnskove og middelhavs-klima-buske, så disse resultater tilbød en vis vigtig bevaring og biodiversitetsindsigt i denne mikroskopiske proces.
“En masse økosystemer over hele verden er det, vi kalder fosforbegrænset, hvilket betyder, at fosfor er næringsstoffet, der begrænser væksten i systemet mere end noget andet næringsstof,” sagde han.
“Dette er ofte tilfældet i gamle landskaber som vores studiested i Cooloola National Park, fordi jordfosfor falder over tid på grund af forvitring af mineraler.
“Australien er et virkelig stærkt eksempel på det; mange australske jordarter er virkelig udtømt af fosfor. Så vi tænker på fosfor som værende master næringsstoffer, der kontrollerer mange ting. Men i disse gamle økosystemer ender en masse af fosforen i jorden med at blive gennemvædet af mikroorganismerne.
“Men ved at finde måder at bruge deres fosfor mere effektivt, frigør mikroberne en enorm mængde fosfor til planterne at tage op.
“Så disse fund har udvidet vores forståelse af jordbaserede økosystemer ved at fremhæve et stærkt, men overset samspil, der foregår under overfladen mellem mikroorganismer og den langsigtede bane for økosystemudvikling.”