Små mikrober, stora konsekvenser – så påverkas jorden av torka och föroreningar

Under åkermark och skog upprätthåller markmikroorganismer näringscykler som stödjer växter, rent vatten och friska ekosystem. Men de här mikroberna påverkas alltmer av föroreningar och klimatförändringar.

I sin doktorsavhandling undersökte Laura hur dessa de här mikroberna reagerar på kemiska föroreningar och torka. Fokus ligger på nitrifierare, en grupp mikrober som samarbetar för att omvandla ammoniak till nitrat – en avgörande del av den globala kvävecykeln. Processen och de mikrober som utför de olika stegen i den användes som indikatorer för markförorening.

Koppar slår hårdast

I sina experiment utsatte Laura jord för vanliga föroreningar – herbicider, koppar och polycykliska aromatiska kolväten (PAH) – samt cykler av uttorkning och återfuktning som skulle efterlikna klimatdriven torka. Hon studerade sedan hur nitrifierande mikrobsamhällen reagerade, och mätte både deras motståndskraft och återhämtningsförmåga.

– Herbicider hade liten effekt. PAH:er störde mikrobiella samhällen vid höga halter men koppar var mest skadligt – även små mängder minskade nitrifikationsaktiviteten kraftigt och orsakade stora förändringar i mikrobsamhällena, säger Laura.

Dubbel belastning – torka och föroreningar stör markmikrober

Klimatstress lade till ytterligare komplexitet. Uttorkning saktade ner nitrifikationen och förändrade vissa mikrobgrupper, men återfuktning återställde funktionen – ett tecken på motståndskraft. Ändå rubbades jämviktens i samspelet mellan mikroberna, och vissa, särskilt nitritoxiderare, återhämtade sig inte helt, vilket gjorde systemet mer sårbart. I en annan studie fann Laura att kombinationen av torka och föroreningar förstärkte effekterna – särskilt i kopparförorenade jordar. 

– Mina resultat visar hur flera stressfaktorer, föroreningar och klimatförändringar tillsammans, kan ändra mikrobersamhällenas stabilitet. Eftersom de här mikroberna styr kvävecykeln kan störningar få långtgående konsekvenser för både jordbruk och ekosystem, säger Laura.

Markmikroorganismer uppmärksammas sällan, men de är centrala för livet ovan jord. De som är involverade i kvävecykeln reglerar markens bördighet, skyddar vattenkvalitet och påverkar utsläpp av växthusgaser.

– När trycket på våra jordar ökar behöver vi förstå mikrobernas dolda liv för att kunna säkra både framtidens skördar och klimatet, avslutar Laura.

Laura kommer försvara sin doktorsavhandling fredagen den 12: e september kl. 9:00.
Läs mer om disputationen

Läs avhandlingen:
Ecotoxicity of pollutants on soil nitrifiers under a climate change scenario