據(jù)美國(guó)《大眾科學(xué)》月刊網(wǎng)站7月3日?qǐng)?bào)道，微生物的多樣性是保持土壤健康的關(guān)鍵。
報(bào)道稱，人們對(duì)氣候變化對(duì)人類、野生動(dòng)物和植物的許多潛在影響了解得相對(duì)較多。氣溫升高和極端天氣事件可能導(dǎo)致糧食不安全、棲息地喪失以及生物物種的減少或滅絕。然而，了解氣候變化如何影響微生物或者說地球上到處存在卻肉眼看不到的微小生物也十分重要。
報(bào)道指出，微生物是地球上已知最早的生命形式。它們?cè)谟袡C(jī)物分解、營(yíng)養(yǎng)循環(huán)、土壤團(tuán)聚甚至病原體控制等生態(tài)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它們的豐富和多樣性有助于維持一個(gè)穩(wěn)定和健康的全球生態(tài)系統(tǒng)。然而，如果微生物多樣性發(fā)生變化，其他生物應(yīng)對(duì)氣候變化的能力也可能受到影響。
本月發(fā)表在《自然·微生物學(xué)》月刊上的一項(xiàng)研究報(bào)告說，長(zhǎng)期的全球變暖減少了草地土壤中微生物的生物多樣性。報(bào)告作者進(jìn)行了為期7年的研究，以觀察微生物群落在應(yīng)對(duì)氣候變暖、降水變化和每年生物量遷移等氣候變化時(shí)所發(fā)生的變化。他們發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌、真菌和原生生物的豐富性下降了。
對(duì)于保持土壤的健康和質(zhì)量，并使土壤發(fā)揮維持生物生產(chǎn)力和支持動(dòng)植物健康的生命系統(tǒng)功能來說，微生物多樣性至關(guān)重要。遺憾的是，微生物多樣性的喪失也會(huì)伴隨其功能的喪失。這對(duì)人類來說不是什么好事，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致種植農(nóng)作物能力下降、環(huán)境破壞加劇以及消滅病原微生物和植物的能力下降，拉特格斯大學(xué)人類微生物組研究人員馬丁·布萊澤如是說。布萊澤沒有參與該項(xiàng)研究。
為了支持不斷增長(zhǎng)的人口所需的糧食生產(chǎn)，農(nóng)民需要健康的土壤。布萊澤說，氣候變化導(dǎo)致的微生物多樣性減少不僅會(huì)影響我們種植糧食的能力，還會(huì)導(dǎo)致某些食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低。這是因?yàn)槲⑸锒鄻有詫?duì)于促進(jìn)養(yǎng)分?jǐn)z取是必要的，并且能使植物更容易獲得必不可少的土壤礦物質(zhì)和微量營(yíng)養(yǎng)素。
全球已有20多億人缺乏微營(yíng)養(yǎng)素，并由此導(dǎo)致心血管疾病、先天性殘疾和心理健康問題等多種健康問題。例如，中國(guó)的許多兒童缺乏鐵和鋅，而這可能是因?yàn)橥寥篮褪澄镏羞@些元素的缺乏導(dǎo)致的。2007年，中國(guó)約40%的土地中鐵和鋅缺乏。
沒有參與這項(xiàng)研究的印第安納大學(xué)生物學(xué)系教授杰伊·列儂說：“人類的福祉與微生物直接相關(guān)。當(dāng)然，我們的健康受到生活在我們身上和我們體內(nèi)的數(shù)萬億個(gè)微生物的密切影響。而在大自然中，它們也提供了基本服務(wù)，包括分解污染物，凈化水源，還有確保土壤肥力以養(yǎng)活地球上不斷增長(zhǎng)的人口。”
微生物的一個(gè)重要作用是降低農(nóng)作物的污染物濃度，這是至關(guān)重要的，因?yàn)樾迈r農(nóng)產(chǎn)品的病原體污染對(duì)人類健康構(gòu)成緊迫威脅。例如，食用在含有非堆肥動(dòng)物糞便的土壤中種植的受污染蔬菜可能會(huì)使沙門氏菌和大腸桿菌等病原體進(jìn)入人體。此外，當(dāng)溫度過高時(shí)，某些植物防御系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率就會(huì)降低，這使它們更容易受到病原體的感染?？偟膩碚f，土壤微生物多樣性通過在地下的復(fù)雜相互作用可有助于抑制致病的土壤生物，并可能抑制病原體的生長(zhǎng)或存留。
列儂說：“科學(xué)家擔(dān)心氣候變化對(duì)霍亂等疾病傳播的影響，也擔(dān)心新病原體的出現(xiàn)。植物和動(dòng)物宿主與微生物共生體形成了復(fù)雜的關(guān)系。目前尚不清楚氣候變化將如何改變這些關(guān)系，以及將產(chǎn)生什么后果。”
歸根結(jié)底，保護(hù)生物多樣性——地球上所有生命的多樣性——對(duì)于維持全球生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要。生物多樣性喪失是由氣候變化推動(dòng)的，而生物多樣性的下降也會(huì)加速氣候變化，這使其成為一個(gè)正反饋循環(huán)。例如，由于生物多樣性喪失而造成生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，削弱了地球調(diào)節(jié)溫室氣體排放和防止極端天氣事件的能力，而這反過來又改變了許多生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使物種變得更加脆弱。
由于微生物是看不到的，保護(hù)它們就更難。一些研究表明，對(duì)微生物生態(tài)系統(tǒng)及其作用的了解程度必須提高到與動(dòng)植物相同的水平，這樣它們才能在保護(hù)倡議和政策方面得到重視。不過，保護(hù)動(dòng)植物群仍然至關(guān)重要，因?yàn)殡S著某些動(dòng)植物的滅絕，與它們相關(guān)的微生物也可能消失。
列儂說：“在某種程度上，動(dòng)植物的保護(hù)也將有助于維持與它們相關(guān)的微生物群。例如，最近的一篇論文討論了‘聲學(xué)重建’——即努力重建自然聲境——如何有助于包括維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)在內(nèi)的保護(hù)工作。”
布萊澤說，微生物多樣性的喪失也可能是由使用化肥、殺蟲劑和單一栽培方法造成的。具體的解決方案，如作物多樣化和減少化學(xué)農(nóng)藥使用等，將可能減少對(duì)微生物多樣性的負(fù)面影響。應(yīng)對(duì)氣候變化需要重視多個(gè)方面，而生物多樣性的喪失必須得到應(yīng)對(duì)——這其中包括那些我們可能從來想不到卻又賴以生存的生物。
