Badanie mchu pozwala ocenić wpływ zmiany klimatu na ekosystemy arktyczne
Ekosystemy położone na dużych szerokościach geograficznych, takie jak lasy borealne na północy Szwecji i tundra powyżej koła podbiegunowego, należą do obszarów najmocniej dotkniętych przez zmianę klimatu. Wynika to po części z tego, że pokrywająca je warstwa lodu i śniegu, która odbija światło i kieruje je z powrotem do atmosfery, topnieje. W konsekwencji znajdująca się pod nią ciemniejsza powierzchnia pochłania więcej energii słonecznej i przekształca ją w ciepło. „Niskie temperatury są nierozerwalną częścią życia w Arktyce”, wyjaśnia Anders Michelsen, koordynator projektu MYCOMOSS i profesor ekologii lądowej na Uniwersytecie Kopenhaskim w Danii. „Ogranicza to skalę procesów biologicznych, takich jak fotosynteza czy aktywność bakterii. Mówiąc w skrócie, w niższych temperaturach wszystko zwalnia”. Dotyczy to również odzyskiwania składników odżywczych w czasie rozkładania martwej materii organicznej przez mikroorganizmy. Azot to jeden z takich składników, który jest niezbędny do życia, ponieważ stanowi element budulcowy wszystkich białek. Wciąż nie znamy w pełni długofalowego wpływu ocieplenia klimatu na ten proces. Chęć jego zrozumienia była jednym z kluczowych powodów rozpoczęcia projektu MYCOMOSS.
Analiza wiązania azotu
Głównym celem projektu MYCOMOSS, który otrzymał wsparcie ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie”, było zrozumienie funkcji, jaką w obiegu azotu mają różne gatunki mchu. „Każdy, kto odwiedził kiedyś Arktykę, wie, że mchy są głównym elementem jej skąpej roślinności”, mówi Signe Lett, badaczka po studiach doktoranckich uczestnicząca w projekcie. „Wiemy, że pozyskują one azot za pośrednictwem związanych z nimi bakterii, ale wciąż nie w pełni rozumiemy ekologiczną wagę tego zjawiska”. Projekt miał za zadanie zmierzyć proces wiązania azotu (w wyniku którego azot z powietrza jest przekształcany w potrzebne związki azotowe) u trzech dominujących w tundrze gatunków mchu w różnych warunkach klimatycznych. Zmierzono również przyrost mchu, zawartość azotu w mchu i ilość azotu wydzielonego przez mech. Uczestnicy projektu użyli metod wykorzystujących DNA, by określić gatunki grzybów obecne w mchach i ocenić, czy grzyby te odgrywają jakąś rolę w pobieraniu przez mech azotu i przekazywaniu go roślinom. „Odkryliśmy, że poziom wiązania azotu przez mchy w okresie wzrostu jest różny”, dodaje Lett. „Reakcja mchu na ciepło i opady różni się ponadto między gatunkami. Dowiedzieliśmy się też, że intensywniejsze wiązanie azotu nie prowadzi do zwiększenia zawartości azotu w mchu ani do wydzielania jego większych ilości”.
Zrozumienie wrażliwych ekosystemów
Uczestnicy projektu są jeszcze na etapie analizowania ostatnich danych ze swojego badania. „Uważamy, że będziemy mogli wykazać, iż reakcje mchów mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia wpływu zmiany klimatu na ekosystem arktyczny”, wyjaśnia Michelsen. „Wciąż nie znamy odpowiedzi na pytanie, czy rośliny naczyniowe mogą za pośrednictwem grzybów symbiotycznych pobierać azot z mchu. Jeśli znajdziemy na to dowody, badanie to będzie istotne dla zidentyfikowania mechanizmów, za pomocą których mchy mogą ułatwiać wzrost roślin naczyniowych”. Niezależnie od tego, projekt i tak pomógł już w lepszym zrozumieniu biomu tundry, który ma newralgiczne znaczenie dla klimatu na świecie. Wieczna zmarzlina składa się z martwej materii organicznej, w której zamknięte są ogromne ilości dwutlenku węgla. Niska temperatura i dostępność azotu utrudniają rozkład materii organicznej. Zrozumienie związku między dwutlenkiem węgla a obiegiem azotu jest potrzebne, abyśmy mogli przewidywać, jakie dokładnie ilości węgla będzie w przyszłości uwalniać tundra. „Nasz projekt wykazał, że interakcje między organizmami żyjącymi w tundrze są bardzo złożone”, przyznają zgodnie Lett i Michelsen. „Organizmy w takich ekosystemach są ze sobą ściśle powiązane. Zmiana jednego parametru wywołuje reakcję całego systemu”.
Słowa kluczowe
MYCOMOSS, zmiana klimatu, Arktyka, borealne, tundra, azot, mech, ekosystemy
