Tác động của sự thay đổi khí hậu đối với vi khuẩn

Sự thay đổi khí hậu toàn cầu không những sẽ ảnh hưởng đến động thực vật mà còn ảnh hưởng đến vi khuẩn, nấm và các quần thể vi khuẩn khác – các vi sinh vật thể hiện vô số chức năng quan trọng đối với sự sống trên trái đất. Vẫn chưa hoàn toàn chắc chắn về những tác động đó sẽ như thế nào, nhưng nó có lẽ sẽ không có lợi, theo công bố của các nhà nghiên cứu tại một hội nghị khoa học ở Boston.

Kathleen Treseder thuộc Trường Đại học California Irvine đã phát biểu tại hội nghị toàn thể lần thứ 108 của hội vi sinh vật học Hoa Kỳ rằng: “Các vi khuẩn thể hiện vô số các chức năng quan trọng đối với các hệ sinh thái trên thế giới, và chúng ta chỉ mới bắt đầu nhận thức được các tác động của sự thay đổi khí hậu toàn cầu đối với chúng”.

Treseder đã nghiên cứu các tác động của việc tăng nhiệt độ và nấm đến lượng khí cacbon ở các khu rừng phía bắc Alaskan – 1 khu vực trên trái đất đang gánh chịu sự ấm lên của khí hậu cao hơn những khu vực khác.

Treseder nói: “Có nhiều vật thể chết bị đóng băng phía dưới lớp băng tuyết. Khí cacbon bị giữ lại trong đất ở những khu sinh thái phía bắc cũng nhiều như khí cacbon có trong bầu khí quyển”.

Cô bắt đầu bài nghiên cứu của mình với giả thuyết rằng, nhiệt độ tăng sẽ làm cho sự thối rữa nấm tăng lên. Bởi vì sản phẩm phụ của quá trình thối rữa là khí CO₂, nên nhiệt độ tăng lên sẽ làm cho khí CO₂ ở đất thải ra nhiều hơn. Những gì mà cô nhận thấy đó là lượng khí Nito trong đất tăng khi nhiệt độ tăng, và khí Nito có khuynh hướng ngăn cản quá trình thối rữa nấm.

Treseder cho biết: “Trong thực tế, khi nhiệt độ tăng, chúng tôi hay thấy lượng khí Nito có trong đất nhiều hơn. Khí Nito ngăn cản phạm vi hoạt động và tính đa dạng. Những gì chúng tôi không còn thấy nữa đó là khi nhiệt độ tăng, khí CO₂ được tạo ra từ nấm ít hơn ở các hệ sinh thái phía bắc”.

Nhiệt độ tăng cũng có ảnh hưởng đến lớp băng tuyết và các dòng sông băng, và điều đó có thể có hại đối với các quần thể sống phía dưới chúng. Steven Schmidt thuộc Trường Đại học Colorado và các đồng sự đang nghiên cứu các quần thể khác của các vi sinh vật cư ngụ ở khu vực dưới mức đông giá phía dưới các dòng sông băng.

Schmidt cho biết: “Khi khí hậu toàn cầu tăng và các dòng sông băng rút nước thì các vi sinh vật này không còn chỗ cư ngụ. Có thể chúng sẽ bị diệt chủng trước khi chúng ta có thể nghiên cứu chúng và có quan niệm tốt đẹp về những đóng góp của chúng”.

(Ảnh: www.chbr.noaa.gov)

Anh cũng đang nghiên cứu sự hoạt động của vi khuẩn phía dưới lớp băng tuyết ở các rừng lá kim. Vào cuối mùa đông, hoạt động của vi khuẩn phía dưới tuyết rất mãnh liệt, bởi vì lớp băng tuyết cung cấp nhiệt độ và độ ẩm lý tưởng cho sự phát triển của các lớp mốc tuyết. Đối với người sống ở ngoại ô bình thường, mốc tuyết có thể chỉ là 1 căn bệnh khác gây hại cho bãi cỏ, nhưng trong hệ sinh thái ở rừng lá kim, những lớp mốc này giữ 1 chức năng quan trọng.

Mốc tuyết phát triển cực kỳ nhanh ở nhiệt độ rất thấp – dước mức đông giá, và góp phần khoảng 10-30% cả năm trong việc tạo ra khí CO₂ ở những nơi này, Schmidt cho biết.

Mốc tuyết cần 1 hoặc 2 tháng ở nhiệt độ tương đối thấp để thực hiện nhiệm vụ của nó một cách hiệu quả. Khi nhiệt độ toàn cầu tăng, khoảng thời gian có nhiệt độ dưới mức đông đá sẽ rút ngắn, cũng như các lớp băng tuyết có thể sẽ ít hơn.

Schmidt nói rằng: “Khi đất nóng lên, các mốc tuyết sẽ có ít nước hơn và sẽ sản sinh ra khí CO₂ ít hơn – xét về mặt ấm lên của khí hậu toàn cầu thì điều này dường như là tốt, nhưng cây cối trong hệ thống này cũng phụ thuộc vào nước tan ra từ tuyết và cuối cùng sẽ chết dưới sự khô hạn tột cùng, vì vậy dẫn đến sự sự ngưng tụ khí cacbon của hệ thống bị giảm xuống toàn bộ. Cây cối có thể chết. Nói chung, có lẽ nó sẽ trở nên tồi tệ”.

John Kelly thuộc Trường Đại học Loyola ở Chicago cho biết: “Trong khi nhiệt độ tăng có thể làm giảm việc sản sinh ra khí CO2 trong vi khuẩn, thì việc tăng lượng khí CO₂ do hoạt động của con người có thể tạo ra những thay đổi nhỏ nhưng quan trọng trong thành phần cấu tạo của các quần thể vi khuẩn."

Kelly đang nghiên cứu tác động của khí CO₂ đang tăng dần đối với các quần thể vi khuẩn cả trên lá cây ở phía bắc Michigan và trong các lá cây đã mục rữa ở các con suối, và đã nhận thấy 1 sự thay đổi rõ rệt trong một vài quần thể vi khuẩn. Điều này có thể có ảnh hưởng to lớn đến chuỗi thức ăn, còn nếu không là 1 nguồn các chất dinh dưỡng cho các động vật nhỏ ăn những lá này.

Treseder nói: “Các khuẩn thật sự có vẻ rất nhạy cảm với những thay đổi của toàn cầu. Chúng tôi không hoàn toàn chắc chắn rằng chúng sẽ phản ứng lại ra sao”. 

Từ khóa liên quan:

vi khuẩn

sinh học

khí hậu

khí thải

môi trường