Tutte le piante hanno bisogno di elettroni per aiutare i compiti biologici e chimici. Gli scienziati di Cornell hanno scoperto un nuovo sistema ad alta definizione che consente agli elettroni di viaggiare attraverso il suolo più lontano e in modo più efficiente di quanto si pensasse in precedenza.

"I microrganismi hanno bisogno di elettroni per tutto ciò che fanno. Se consumano sostanze nutritive o emettono metano o espellono anidride carbonica - per qualsiasi essere vivente, processo biologico:hanno bisogno di elettroni, " ha detto Tianran Sun, ricercatore post-dottorato in scienze del suolo e delle colture e autore principale del documento che appare il 31 marzo in Comunicazioni sulla natura .

Come grandi volumi di elettricità che fluiscono dalle Cascate del Niagara in tutto lo stato di New York, gli elettroni trasportano attraverso il suolo attraverso il carbonio. "Non eravamo a conoscenza di questo sistema di distribuzione del suolo ad alta definizione che trasporta elettroni da molto lontano. Non sono chilometri, non sono metri, ma distanze centimetriche che contano nel suolo, " ha detto Johannes Lehmann, professore di scienze del suolo.

Infatti, modificare il terreno con carbonio pirogenico - noto come biochar - porta l'alta definizione alla rete di elettroni. A sua volta, gli elettroni stimolano le reti conduttive e la crescita, disse Sole.

"In precedenza pensavamo che ci fossero solo percorsi di elettroni a basse prestazioni nel suolo - e ora abbiamo appreso che gli elettroni vengono incanalati attraverso il suolo in modo molto efficiente in un modo ad alte prestazioni, ", ha detto Lehmann.

Lehmann ei membri del suo laboratorio avevano faticato a capire perché i microrganismi prosperassero in presenza di biochar. Il gruppo ha rimosso il fosforo del suolo, rendendo l'ambiente inospitale. Hanno escluso acqua e sostanze nutritive. Hanno scartato l'uso del biochar come fonte di cibo perché i microrganismi non possono consumarne gran parte. Grazie al background di Sun in chimica ambientale, gli scienziati hanno scoperto che i microrganismi possono essere attratti dagli elettroni che il biochar può trasportare.

"Questi risultati porteranno a una migliore comprensione delle risposte microbiche nel suolo e nel metabolismo microbico, compresi gli effetti a lungo termine sulle emissioni di gas serra, " ha detto Sole.

Lehmann attribuisce al lavoro interdisciplinare la scoperta di questa idea. "Non avrei potuto completare questo lavoro senza l'esperienza chimica di Tianran Sun, né senza l'esperienza microbiologica di Lars Agenent, o la conoscenza fisica della struttura del carbonio di David Muller o Barnaby Levin, " ha detto Lehmann. "Hanno giocato un ruolo importante."