Egy nemzetközi tudóscsoport először térképezte fel egy egész ország környezeti mikrobiómát, és létrehozta a Dánia-szerte található mikrobiális élet nagyfelbontású{0}}atlaszát. Az Aalborgi Egyetem által vezetett projektben a Bécsi Egyetem közreműködésével több mint 10 000 talaj- és környezeti mintát elemeztek országszerte.Természetcím alattDanica mikroflóra.
A mintákat átlagosan körülbelül négy négyzetkilométeres térbeli felbontással gyűjtötték, így a kutatók példátlan áttekintést adnak az ország mikrobiális sokféleségéről és funkcióiról. Az adatkészlet betekintést nyújt abba, hogyan reagálnak a mikroorganizmusok a földhasználatra, a mezőgazdaságra és a környezeti zavarokra országos szinten.
A Bécsi Egyetem tudósai központi szerepet játszottak a nitrifikáló - mikroorganizmusok elemzésében, amelyek a globális nitrogénciklus kulcsfontosságú lépéseit hajtják végre. Ezek az élőlények határozzák meg, hogy a műtrágyákból származó nitrogén mennyi ideig marad elérhető a növények számára, és mikor alakul át olyan formákká, amelyek szennyezik a vízi utakat vagy kijutnak a légkörbe.
A tanulmány első ízben mutatja be a nitrifikáló anyagok országos elterjedését a talajban. A fő tudásbeli hiányosságokra is rávilágít: az ammóniát oxidáló archaea és comammox két legelterjedtebb csoportja - a TA-21 vonalNitrospiraa B - kládnak nincsenek művelt képviselői. Ennek eredményeként még nem tanulmányozhatók közvetlenül laboratóriumi körülmények között, annak ellenére, hogy nagy mezőgazdasági és természetes talajokat uralnak. A kutatók erős bizonyítékokat találtak a nitrit-oxidáló baktériumok korábban ismeretlen és nem termesztett csoportjaira is.
A megállapítások különösen fontosak Dániában, ahol a föld nagyjából kétharmadát használják mezőgazdasági célokra. Az intenzív műtrágyahasználat jelentős nitrogénveszteséget okoz a talajvízben, a folyókban és a part menti vizekben, miközben hozzájárul a nitrogén-oxid, egy erős üvegházhatású gáz kibocsátásához is. A különböző nitrifikátorok eltérőek abban, hogy mennyi dinitrogén-oxidot termelnek, és hogyan reagálnak a műtrágyákhoz adott nitrifikáció-gátlókra, így eloszlásuk kritikus fontosságú a környezetgazdálkodás szempontjából.
A kutatók szerint az atlasz segíthet célzottabbá és fenntarthatóbbá tenni a mezőgazdaságot azáltal, hogy a műtrágya-stratégiákat összehangolja a talajban jelenlévő mikrobiális közösségekkel. Idővel ez csökkentheti a tápanyagveszteséget, korlátozhatja a vízszennyezést és csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátását.
A mezőgazdaságon túl a tanulmány azt mutatja, hogy az emberi zavarás egyértelmű mikrobiális nyomokat hagy maga után. Az intenzíven kezelt élőhelyek általában nagy helyi diverzitásúak, de országos szinten homogenizáltabbnak tűnnek. A kevésbé zavart ökoszisztémák nagyobb általános mikrobiális diverzitást őriznek meg. A szerzők szerint az ilyen "mikrobiális ujjlenyomatok" végül felhasználhatók az élőhely-helyreállítási projektek sikerének értékelésére.
A következmények túlmutatnak Dánián. Ausztria hasonló kihívásokkal néz szembe a gazdálkodási intenzitás, a tápanyag-gazdálkodás és a vízvédelem terén. A tanulmányban részt vevő kutatók szerint a dán atlasz modellt ad arra vonatkozóan, hogy a nemzeti-méretű mikrobióm-adatok hogyan adhatják a környezetvédelmi politikát máshol, a műtrágyaoptimalizálástól a talajon alapuló üvegházhatású gázok kibocsátásának becsléséig.
A szerzők azzal érvelnek, hogy a mikrobiomadatok beépítése a földhasználati tervezésbe és az éghajlati stratégiákba elengedhetetlen lesz, mivel az országok egyensúlyba kívánják hozni a mezőgazdasági termelékenységet a környezetvédelemmel.
