1994年，太平洋西北国家实验室的科学家将土壤从潮湿，高空的地点转移到较温暖而干燥的地方，反之亦然。在2011年，他们回到了遗址，再次查看了土壤微生物，发现他们几乎没有做到适应新家的工作。专家说，这是一个因气候变化而惊慌失措的世界，这是一个不好的信号。
“这些微生物以某种方式失去了适应新条件的能力，”该研究的作者之一凡妮莎·贝利（Vanessa Bailey）说。本月出版在PLOS ONE。她说，这不是科学家所期望的，它“质疑整体环境对气候变化的弹性”。“土壤是环境变化的主要缓冲，微生物群落是这种弹性的基础。”
随着雪和冰的融化，掌握气候变化对南极或南极洲北极或企鹅的未来意味着什么相当简单。但是，很难理解地壳和水中的行星微生物组正在发生的事情，这是四千万亿微生物。科学美国人。然而，对于微生物来说，这要重要得多。他们是使地球上生命永存，提供众多生态系统服务并为环境变化的主要堡垒的主要参与者。
研究人员说，随着地球的温暖，微生物世界中的基本多样性和功能可能会丢失。
但是它们也可能引起严重的问题 - 随着世界上冻土的融化，微生物在一个令人震惊的科学家的剪辑上将曾经冷冻的植被变成温室气体。
尽管至关重要，我们才刚刚开始了解微生物及其在世界生态系统中的作用。问题在于，这些真菌，古细菌和细菌是如此之小，以至于在一克土壤中（大约一茶匙），有十亿左右的物种。也许有10％的物种是已知的。这些微生物创造的利利普特社区非常复杂，它们的功能很难取消。但是在过去的十年中，已经开发了新的工具，这些工具已经开始改变研究游戏。
“土壤是黑匣子，”太平洋西北国家实验室生物地球和生物科学首席科学家珍妮特·詹森（Janet Jansson）说，国际微生物生态学会主席。“几十年来，我一直在微生物生态学工作，研究它们是困难的，即使不是不可能的。现在，我们有了这些新的分子过程，突然，整个领域都在爆炸。”
有一个像曼哈顿项目一样的紧迫性来解决这些秘密。去年《科学杂志》杂志上的一篇论文呼吁统一的微生物组计划，专家在白宫举行了一系列会议。地球微生物组项目是一项巨大的全球努力，旨在从全球成千上万的生态系统中收集微生物群落样本。Meanwhile, the Global Soil Biodiversity Initiative got underway in 2011 — one-third of the world’s biodiversity lives beneath our feet — and it’s focused on preserving the services that healthy soil ecosystems provide, such as a place for plants to grow, the breakdown of waste, and the natural filtration of water. The TerraGenome Project is sequencing the metagenome of soil microbes.
詹森（Jansson）的项目“过渡中的微生物组”正在研究“扰动”（例如气候变化和污染）如何影响我们周围和我们内部的微生物组。“It’s extraordinarily evident that bacteria, fungi, and viruses play a massive roll in the development of health and disease in humans, and in environmental settings and ecological systems,” said Jack Gilbert, a microbial biologist at Argonne National Laboratory and a founding member of the Unified Microbiome Initiative.
新工具之所以出现，是因为对人类微生物组的浓厚兴趣，新研究表明，从情绪障碍到免疫系统功能障碍的所有事物。微生物在外部世界中扮演着类似和广泛的角色。它们是食物网的健康基础 - 植物和食用它们的小动物都取决于土壤微生物。
对自然世界中微生物组的兴趣也在爆炸，因为许多研究人员意识到，随着地球的热情，微生物世界中的基本多样性和功能可能会丢失。Some areas may not be able to grow the same crops they are growing now — in the United States, for instance, no corn in Iowa or wheat in Kansas, because the microbes that currently fix nitrogen for the plants’ roots in the soil will no longer be able to do so. And, as we learn more about how microbes function, there may be ways to put them to work in the service of adaptation — enhancing plant growth, for example, in a warming climate.
不过，最紧迫的是，地球已经锁定了大量碳，如果它被解锁，因为C02可能会大大加快气候变化的速度。詹森说：“最大的问题是土壤将来是否将成为温室气的水槽或来源。”
研究的主要领域之一是反馈循环 - 气候变化对微生物的影响以及微生物在气候变化中的作用。土壤微生物是多永久冻土释放到大气中的主要参与者，这可能是最关键的研究领域。富含微生物的冷冻植被随着北极迅速温暖而融化，微生物消耗了新近可用的植物物质并释放C02和甲烷和甲烷，有效的温室气体。
人们担心在我们知道它们做什么之前，一些关键的微生物可能会灭绝。
这可能会导致更温暖和融化，这是一个积极的反馈循环。
詹森说，了解这些动力学非常重要，因为地球的陆地表面约有20％是永久冻土的。”“与植物和大气中存储的C02一样，C02存储在多年冻土中。当那里有新激活的微生物可以使用该碳时会发生什么？他们可以加快气候变暖的速度，这是令人担忧的。”
这不仅是永久冻土。所有土壤都包含二氧化碳的大量商店，科学家们试图了解气候变化将如何影响这些商店，以及土地管理实践如何释放它们。这些信息的大部分将有助于创建更准确的全球气候变化模型。它还将提供有关改变土地管理实践的方法，以最大程度地减少从土壤中释放的二氧化碳的数量。例如，耕作和荒漠化在土壤中解锁温室气体，使其进入大气。贝利说：“有些土壤只是将犁拖到它上，占据了大量碳。”无耕作的耕作使过去农作物的残留物在土壤上降低，并最大程度地减少了耕作，因此更有益，因为它为微生物提供了食物和庇护所。
随着气候条件的变化，还有其他功能可能会丢失或减少。例如，在太平洋西北的旧生长森林中适应潮湿条件的微生物，例如，随着土壤温暖和干燥，可能无法进行活动。考虑树根周围的区域至关重要的关系在微生物和树木之间存在。一个密集的微生物社区，围绕着手指的宽度，并从树上换取了渗出液（糖），它们清洁了树木在地球水文循环中的关键过滤器系统。这是一种强大的现象，有些工程师使用树木，尤其是柳树和杨树清理有毒废物，这就是所谓的植物修复。如果这些微生物无法适应以土壤温度升高或微生物消失，则该生态系统服务可能会减少。幸运的是，这些社区有很多冗余，因此在某些情况下，受到气候影响的微生物的功能可以由其他人代替。
陪审团就变暖将如何影响植物圈 - 生活在叶子上的微生物，这些叶子有助于树木固定氮和作为免疫系统的作用，从而使树木能够抵御疾病。“我们对那些树木的反应方式以及您是否使植物更容易受到病原体的影响很小，”温度温暖，马克·布拉德福德（Mark Bradford林业和环境研究。
微生物是否可以灭绝并不是解决科学。当涉及微生物时，“一切无处不在”是研究人员的格言，他们认为各种类型都居住在各处，尽管丰富的多种多样。然而，随着对这些最小的小动物的了解，一些科学家认为这可能不是真的，并且担心在我们知道他们做什么之前，一些关键的微生物可能灭绝。2003年，一项发表在《杂志》上的研究生态系统据估计，约5％的美国土壤的生物多样性“188金博网注册就送188有巨大损失或完全灭绝的危险”。
微生物组在海洋中执行类似的功能，研究人员预测类似的问题。有一个叫做的细菌毛trichodesmium，例如，这会在海洋的营养贫困部分中生长，并产生从浮游生物到鲸鱼的所有物体施肥的氮气。对于去年发表在《期刊》上的研究自然通讯，将这些细菌放置在较温暖的条件下，模拟预测以供将来的气候，并开始繁殖超速驱动，并开始吞噬铁和磷，这些营养素是有限的供应和其他生物所需的营养素。这种情况可能导致其他微生物消失，或者，如果毛trichodesmium造成自身的灭绝，它将在食物网中留下一个巨大的洞。
微生物也可能能够攻击有益的用途。研究表明，微生物可以应用于种子，以激活天然植物防御害虫，以减少农药的使用或使作物在干旱时更具弹性。
某些类型的ver虫（由蠕虫铸件制成的肥料）已被证明可极大地增强土壤中的有益微生物，减少植物的疾病并增强对昆虫的自然防御能力。
在日本，渔民了解到的研究表明，腐烂的树木释放了腐殖酸进入海洋，这种化学物质允许称为浮游植物的微生物固定铁，肥料，并指数增长其生长。他们组成了一个名为“森林”的群体，是海洋的爱好者，通过刺激食品网底部的浮游生物的生长来种植全国各地的树木，以将鱼类和库存带回。
了解这些最小的自然系统及其在世界上的作用是将来的关键。贝利说：“我们需要清楚地了解微生物在不断变化的气候下的表现。”“通过了解将会发生的事情，我们可以制定更好的计划。”