Comment les caractéristiques des températures microbiennes créent une rétroaction entre le cycle du carbone du sol et le réchauffement climatique ?

Les relations microbiennes avec la température varient avec les températures environnementales le long d'un gradient climatique. Ces informations peuvent être utilisées pour prévoir comment les caractéristiques des températures microbiennes créent une rétroaction entre le cycle du carbone du sol et le réchauffement climatique.

Ainsi dans Applied and Environmental Microbiology, des chercheurs rapporte que la variation des dépendances à la température à travers l'Europe révèle la sensibilité au climat des décomposeurs microbiens du sol.

Résumé

La température est un déterminant majeur des taux de processus biologiques, et les micro-organismes sont des régulateurs clés de la dynamique du carbone de l'écosystème. La température contrôle les taux de décomposition microbienne, et le réchauffement peut donc stimuler la perte de carbone, créant une rétroaction positive sur le changement climatique. Si les distributions des caractéristiques qui définissent les relations des températures des communautés microbiennes peuvent s'adapter aux températures modifiées, elles pourraient moduler la force de cette rétroaction, mais si cela se produit, cela reste incertain. Dans cette étude, nous avons prélevé des sols d'un gradient climatique latitudinal à travers l'Europe.

Nous avons établi les relations de températures entre la croissance microbienne et les taux de respiration et les avons utilisées pour déterminer si et avec quelle force les distributions des caractéristiques communautaires pour la température étaient adaptées à leur environnement local. De plus, nous avons séquencé des amplicons bactériens et fongiques pour lier la variance de la composition de la communauté aux changements des caractéristiques des températures. Nous avons constaté que les distributions des caractéristiques des températures microbiennes variaient systématiquement avec le climat, ce qui suggère qu'une augmentation de la température annuelle moyenne de 1°C entraînera des distributions de traits de température microbienne décalées vers le chaud équivalentes à une augmentation de la température minimale de 0,20°C. C pour la croissance bactérienne, 0,07°C pour la croissance fongique et 0,10°C pour la respiration. Les caractéristiques des températures pour la croissance bactérienne étaient donc plus sensibles au réchauffement que ceux pour la respiration et la croissance fongique. La composition de la communauté microbienne variait également avec la température, permettant l'interconnexion des informations taxonomiques avec les caractéristiques des températures microbiennes.

Notre travail montre que l'adaptation des distributions des caractéristiques des températures microbiennes à un réchauffement climatique affectera la rétroaction climatique du cycle du carbone, soulignant la nécessité de la représenter pour capturer la rétroaction microbienne au changement climatique.

Importance

L'une des plus grandes incertitudes du réchauffement climatique est de savoir si la rétroaction des décomposeurs microbiens renforcera ou affaiblira la rétroaction du cycle du carbone-climat du sol. Malgré des décennies d'efforts de recherche, la force de cette rétroaction sur le réchauffement reste inconnue. Nous présentons ici des preuves que les relations des températures microbiennes varient systématiquement avec les températures environnementales le long d'un gradient climatique et utilisons ces informations pour prévoir comment les caractéristiques des températures microbiennes créeront une rétroaction entre le cycle du carbone du sol et le réchauffement climatique. Nous montrons que l'utilisation actuelle d'une sensibilité universelle à la température est insuffisante pour représenter la rétroaction microbienne au changement climatique et fournissons de nouvelles estimations pour remplacer cette hypothèse erronée dans les modèles du système terrestre. Nous démontrons également que les relations de température pour les taux de croissance microbienne et de respiration sont différemment affectées par le réchauffement, avec des réponses plus fortes au réchauffement pour la croissance microbienne (formation de carbone du sol) que pour la respiration (perte de carbone du sol vers l'atmosphère), ce qui affectera l’équilibre carbone de l'atmosphère et de la terre.

NB ; On lira aussi dans Microcosm, le journal de l’ASM, «Des experts du changement climatique exploitent les microbes pour protéger la planète».