当有关全球变暖的新报告出现时，它们通常包括一张土地和天空的图片，箭头标志着二氧化碳在地球周围的运动。一些箭从城市和农田上升，而其他箭头则跌落到森林和海洋。这种图表在说明大局方面做得很好。得益于人类的活动，二氧化碳的上升速度比地球所能将其降低的速度更快。但是，这张图片的巨大规模掩盖了全球变暖故事中一些最重要的参与者，这对于地球的未来与工厂和森林一样至关重要：地球的大量微生物。
与燃煤发电厂相比，一个尺寸为几百万英寸的细菌似乎并不多。但总的来说，微生物是不可忽视的力量。一些科学家估计，我们的星球是大约5万亿个细菌的家园，它们包装了海洋和土壤。他们几乎在任何地方都生活在他们甚至可以找到液态水的痕迹。微生物一起锁定并释放 - 大量碳。世界的土壤 - 细菌和真菌分解植物物质的产物 - 含有超过2.5万亿吨的碳。加利福尼亚大学欧文分校的生物学家史蒂文·艾莉森（Steven Allison）说：“如果您看所有的树木，草和花朵，并加入所有这些，那么土壤中的碳是四倍。”
自从35亿年前，微生物一直在吸收和释放温室气体
更令人印象深刻的是微生物在生物圈周围抽出的大量碳。在海洋的表面，光合细菌溶解在水中，并将其变成有机分子。海洋也充满了以有机物为食的细菌，并释放二氧化碳作为废物。同时，将植物损坏的微生物每年释放550亿吨二氧化碳。艾莉森说：“这是人类通过化石燃料燃烧和森林砍伐的八倍。”
自从微生物在35亿年前首次在海洋中进化，并在大约20亿年前的土地上传播以来，它们一直在吸收和释放温室气体。在此过程中，他们影响了地球的气候。但是，影响不仅仅是从微生物到气候的一种方式。随着气候的变化，它可能会改变地球的微生物Menagerie。
科学家才刚刚开始弄清楚这些反馈的一些规则。他们知道足以认识到，当我们提高地球的温度时，我们将改变地球的微生物。随着我们改变世界微生物，我们还将改变它们对气候的影响。但是科学家对这些变化的结果有一种粗略的了解。我们可能会导致细菌散发出比今天更快的温室气体，从而增加我们自己的全球变暖。
否则可能会刺激它们从大气中抽出二氧化碳，从而软化气候变化的打击。或以上所有。
要查看全球变暖和微生物之间反馈的最明显的证据，您只需要前往北极。苔原是微生物谋生的艰难地方。它们在一年中的大部分时间都被冷冻，即使在温暖的月份，寒冷的压力也使它们成长较差。对他们来说，使生活变得更加艰难的是在沼泽地中缺乏氧气。当苔原植物死亡时，微生物只能分解其生物量的一小部分。其余的被吞噬了多年冻土。
自从冰川在上一个冰河时代结束时撤退以来，北美和西伯利亚的苔原一直在储存碳。但是，随着北极近几十年来变暖，碳的流动已经逆转：苔原已经开始释放出比捕获的碳更多的碳。科学家认为，随着北极温度的上升减轻了微生物的压力。苔原也变得更干燥，因此氧气可以渗透到地面上，从而使微生物繁殖。分解微生物现在可以以死亡的植物物质为食，并将碳泵入大气中。
一位研究人员说：“我们相信，随着极地海洋的温暖，生态系统将改变以偏爱微生物。”
科学家想知道，如果我们继续向大气中拍摄更多二氧化碳，这些微生物会做什么。例如，微生物可能会加速气候变化的速度。
随着北极的变暖，微生物将二氧化碳释放到空气中。二氧化碳升高温度，使苔原变暖更干燥。刺激微生物生长更快，并释放更多的二氧化碳。由于世界上的多年冻土锁定了如此多的碳，这种失控的反馈的可能性令人震惊。
极地海洋中的微生物可能以类似的方式行事，尽管出于不同的原因。马萨诸塞州伍兹霍尔的海洋生物实验室生态系统中心主任休·多克洛（Hugh Ducklow）发现，海洋微生物只吃一小部分有机物。其余的被小动物吞噬或沉入深海。然而，随着极地海洋的温暖，小鸭怀疑海洋微生物将变得更加活跃，并吞噬更多的有机物。Ducklow说：“我们相信，随着极地海洋的温暖，生态系统将改变以偏爱微生物。”
随着微生物种群的增长，它将将更多的二氧化碳释放到水中。因此，海洋将能够从大气中吸收较少的二氧化碳。结果，大气中的二氧化碳水平将爬升，使地球变暖。Ducklow说：“气候变化对海洋的影响有点类似于苔原中发生的事情，但是机制和时间表却大不相同。”
有可能有稀有的微生物在温暖的温度下蓬勃发展。
然而，在土地和海上，微生物受许多不同因素的影响。在海洋中，全球变暖还将改变海水的pH值和风向模式，这两者都可以减慢微生物的生长或加速。同样，在苔原中，温度较高的温度使树木和灌木向北前进，它们在地面上施放的阴影可能会以无法预测的方式影响微生物。
为了解决这种复杂性，一些科学家正在开发复杂的计算机模型。艾莉森（Allison）和他的同事们最近建立了一个生活在温带森林土壤中的微生物模型。该模型跟踪细菌在土壤中喂入碳的生长，以及它们释放到大气中的二氧化碳。然后，科学家提高了虚拟森林5摄氏度的温度，并观察到了它的变化。
细菌在温暖的气候下经历了压力，因此它们的生化反应效率较低。微生物没有将植物中的大部分碳转化为自己的生物量，而是将更多的碳释放为二氧化碳。
因此，您可能会认为更热的温度会导致空气中更多的二氧化碳。但是，由于细菌效率低下，它们的生长减慢了。因此，释放二氧化碳的细菌较少。
这两种效果 - 效率低下和增长缓慢 - 互相取消。艾莉森说：“当我们加热时，我们根本看不到微生物的碳。”
艾莉森（Allison）强调，他的模型只是理解微生物世界所带来的复杂变化的首次攻击。一方面，它仅适用于温带森林。他说：“我们的模型根本不适用于苔原。”他指出，加热苔原会减轻细菌的压力，因为它们很冷，因此开始。他希望他的模型将显示苔原释放更多的碳。
这样的模型假设细菌与气候变化保持不变。但是，微生物社区在几天，几个月和几年中都改变了很多。例如，有可能有稀有的微生物在温暖的温度下会蓬勃发展。全球变暖也可能会推动微生物发展。加利福尼亚大学欧文分校生物科学学院院长阿尔伯特·贝内特（Albert Bennett）进行了实验大肠杆菌同时稳步提高温度。仅几百代后，细菌在温度更高的温度下进化而成。我们可能会在行星尺度上运行相同的实验。
艾莉森说：“我们不明白他们是否可以适应，或者可以适应的速度。”“现在是我们作为科学家的工作，可以弄清楚哪种情况将是这种情况。”