Le comunità microbiche nel permafrost artico sono cambiate drasticamente alla fine dell'ultima era glaciale e il cambiamento potrebbe verificarsi di nuovo a causa del moderno cambiamento climatico, secondo un nuovo studio degli scienziati dell'Università di Alberta.

I ricercatori hanno confrontato le comunità microbiche trovate nel permafrost formatosi durante l'ultima era glaciale, alla fine dell'epoca geologica nota come Pleistocene, con quelli all'inizio dell'era moderna, noto come Olocene.

"Abbiamo scoperto che sia le comunità microbiche che i parametri chimici sono stabili all'interno di ogni epoca fino a quando non superano una soglia, guidato dal cambiamento climatico, " ha spiegato il coautore dello studio Brian Lanoil, professore associato presso la Facoltà di Scienze.

"Dopo quella soglia, c'è un brusco passaggio a una nuova comunità microbica ea una nuova chimica del suolo. Sosteniamo che i moderni cambiamenti climatici potrebbero portare a una simile transizione di stato per i suoli negli ecosistemi artici, con conseguenze sconosciute».

I ricercatori ipotizzano che questo cambiamento nel suolo possa creare un nuovo profilo del suolo sfavorevole alle comunità microbiche esistenti, con effetti diffusi.

"Poiché i suoli sono dove crescono le piante e dove vive quasi tutta la vita terrestre, questo potrebbe avere grandi impatti sull'intero ecosistema artico, " ha spiegato Lanoil. "Il nostro lavoro mostra che questo è successo prima, ed è possibile che ciò possa accadere di nuovo a causa dell'attuale cambiamento climatico".

I microbi del suolo sono importanti per molte funzioni dell'ecosistema, e cambiamenti drastici alla comunità microbica possono portare a molti cambiamenti nel modo in cui funzionano quei suoli. Ad esempio, i microbi nell'ambiente attuale sono responsabili della lavorazione del carbonio e dell'azoto, e un cambiamento in questi sistemi potrebbe avere il potenziale per influenzare i cicli del carbonio e dell'azoto negli ecosistemi artici.

Ma Lanoil ha notato che sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere meglio la funzione delle nuove comunità microbiche che si formano dopo aver attraversato la soglia e i loro potenziali effetti sull'ecosistema più ampio.

"I nostri risultati possono anche spiegare la ragione alla base dei risultati contraddittori ottenuti da esperimenti di riscaldamento del suolo sul campo e in laboratorio, " ha aggiunto il dottorando Alireza Saidi-Mehrabad, autore principale dello studio. "Questa differenza è probabilmente dovuta al fatto che gli studi sul campo comportano un moderato riscaldamento del suolo. Al contrario, in incubazioni di laboratorio, una piccola quantità di disgelo del permafrost potrebbe comportare una rapida risposta all'aumento della temperatura, portando a grandi cambiamenti sia nella chimica del suolo che nella struttura della comunità microbica".

Altri collaboratori di questa ricerca includono Duane Froese, professore presso la Facoltà di Scienze e Canada Research Chair in Northern Environmental Change; Patrick Neuberger, ex studente laureato nel laboratorio Lanoil; e Morteza Hajihosseini, studente laureato presso la School of Public Health della U of A.

Il finanziamento per la ricerca è stato fornito dall'Alberta Innovates Graduate Fellowship, ArcticNet, il Consiglio di ricerca in scienze naturali e ingegneria del Canada, il programma di formazione scientifica nordica, e il Northern Research Award dell'U of A.

Lo studio, "Cambiamenti della struttura della comunità microbica del permafrost attraverso il confine tra Pleistocene e Olocene, " è stato pubblicato in Frontiere nelle scienze ambientali .