Il disgelo del permafrost potrebbe emettere una notevole quantità di carbonio (C) nell'atmosfera, e possibilmente innescare un feedback positivo sul riscaldamento climatico. Come motore del ciclo biogeochimico, i microrganismi del suolo esercitano un ruolo fondamentale nel mediare la direzione e la forza del feedback del clima C del permafrost. Però, la nostra comprensione degli impatti del termocarso (disgelo improvviso del permafrost) sulla struttura e sulla funzione microbica rimane limitata.

Per risolvere questo problema, un gruppo di ricerca guidato dal prof. Yang Yuanhe dell'Istituto di botanica dell'Accademia cinese delle scienze ha esplorato gli impatti del termocarso sui microrganismi del suolo e sui loro fattori trainanti sull'altopiano tibetano.

Basato sul sequenziamento metagenomico, incubazioni di laboratorio e un modello a due pool, i ricercatori hanno analizzato i cambiamenti nelle comunità microbiche e nei geni funzionali lungo una tipica sequenza di disgelo del permafrost (uno, 10 e 16 anni dal crollo del permafrost), e ha anche esplorato il potenziale funzionale associato alla decomposizione del C del suolo.

Hanno osservato che la formazione del termocarso non solo ha alterato significativamente la composizione della comunità microbica, α- e β-diversità, ma ha anche aumentato l'abbondanza di geni funzionali coinvolti nella decomposizione stabile del C negli ultimi 16 anni dal collasso del permafrost. Nello specifico, i geni funzionali coinvolti nella degradazione del C labile sono diminuiti mentre quelli per la degradazione del C stabile sono aumentati significativamente nella fase avanzata del collasso del permafrost.

Coerentemente con i cambiamenti nei geni funzionali, il modello a due pool ha illustrato che la decomposizione microbica del C stabile è aumentata significativamente 16 anni dopo il crollo del permafrost.

Hanno scoperto che i substrati, piuttosto che l'ambiente del suolo e la vegetazione, erano il motore dominante che modellava la struttura e la funzione della diversità microbica in questo ecosistema di permafrost. Questi risultati ampliano la nostra comprensione del meccanismo degli impatti dello scongelamento del permafrost sui microrganismi del suolo.

Questo lavoro è stato pubblicato in Biologia del cambiamento globale , intitolato "Struttura microbica alterata e funzione dopo la formazione del termocarso".