Các nhà khoa học khí hậu tiếp tục phát hiện ra những vòng phản hồi tiêu cực được kích hoạt bằng cách làm ấm nhiệt độ toàn cầu. Nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại trường Cao đẳng hoàng gia London cho thấy vi khuẩn thải ra nhiều CO2 hơn khi chúng thích nghi với nhiệt độ ấm hơn bằng cách tăng tốc độ trao đổi chất.

Vi khuẩn và vi khuẩn cổ tạo nên nhóm sinh vật đơn bào được gọi là prokaryote, chiếm hơn một nửa số sinh khối của hành tinh. Giống như con người, hai nhóm vi khuẩn này giải phóng CO2 khi chúng hô hấp.

Vi khuẩn thở càng nhanh, càng thải ra nhiều CO2. Khi nhiệt độ tăng, vi khuẩn thở nhanh hơn. Cho đến nay, mối quan hệ chính xác giữa nhiệt độ và hô hấp prokaryote vẫn chưa rõ ràng. Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã tính toán cụ thể cách nhiệt độ tác động đến tốc độ hô hấp của 482 sinh vật chưa có nhân điển hình (prokaryote). Các thử nghiệm đã chứng minh phần lớn các prokaryote tăng tốc độ hô hấp để thích ứng với sự gia tăng nhiệt độ.

"Trước mắt, trong phạm vi từ vài ngày đến vài giờ, các prokaryote riêng lẻ sẽ tăng tốc quá trình trao đổi chất và sản sinh nhiều CO2 hơn", Samraat Pawar, đồng tác giả nghiên cứu nói. “Tuy nhiên, ở mức nhiệt độ tối đa tại đó quá trình trao đổi chất của chúng trở nên kém hiệu quả".

Theo Pawar, về lâu dài, các cộng đồng prokaryote sẽ tiến hóa để hoạt động hiệu quả hơn ở nhiệt độ cao. Khi chúng thích nghi, các prokaryote sẽ có khả năng tăng quá trình trao đổi chất thậm chí ở mức cao hơn. "Do đó, nhiệt độ tăng gây ra hiệu ứng "gấp đôi" đến nhiều cộng đồng prokaryote, cho phép chúng hoạt động hiệu quả hơn trước mắt lẫn lâu dài và đóng góp thậm chí còn lớn hơn vào lượng cacbon và nhiệt độ toàn cầu", ông Pawar nói.

Trong nghiên cứu được công bố trong tuần này trên tạp chí Nature Communications, các nhà khoa học đã phân tích prokaryote từ nhiều hệ sinh thái thích hợp, bao gồm cả vi khuẩn sống ở hồ Bắc Cực và suối nước nóng. Nhóm nghiên cứu đã xác định các loài thích nghi với nhiệt độ vừa phải (dưới 45 độ C), đã thay đổi nhịp thô hấp mạnh mẽ nhất để đáp ứng với sự thay đổi nhiệt độ.

Khi các tác giả đưa dữ liệu mới vào các mô hình, họ nhận thấy các cộng đồng prokaryote có khả năng sẽ thải ra nhiều CO2 hơn khi nhiệt độ tăng. Các nhà khoa học đang tìm kiếm những vòng phản hồi biến đổi khí hậu mà các mô hình hệ sinh thái và biến đổi khí hậu phải tính đến.

Một nghiên cứu khác mới được công bố cho thấy các loại cây che phủ không hỗ trợ quá trình cô lập cacbon do tác động của chúng đến cộng đồng vi khuẩn trong đất. Hầu hết các mô hình giả định quá trình hô hấp của prokaryote sẽ phản ứng với nhiệt độ tăng với tốc độ tương tự như sinh vật nhân thực - sinh vật có tế bào phức tạp hơn. Nhưng những phát hiện mới nhất đã chứng minh điều ngược lại.

Thomas Smith, trưởng nhóm nghiên cứu cho rằng: "Vì các vi sinh vật này có khả năng đóng góp lớn cho toàn bộ quá trình hô hấp và lượng cacbon trong nhiều hệ sinh thái, nên điều quan trọng đối với các mô hình khí hậu là phải tính đến độ nhạy cao hơn của chúng đối với sự thay đổi nhiệt độ cả trước mắt và lâu dài. Quan trọng đối với việc dự báo khí hậu trong tương lai, đó là phải biết số lượng prokaryote và sự phong phú của chúng trong hệ sinh thái địa phương, có thể thay đổi ra sao khi nhiệt độ tăng".

N.P.D (NASATI), theo https://www.upi.com/Science_News/2019/11/12/Warmer-temperatures-to-boost-CO2-emissions-from-bacteria/3211573584054/?sl=13, 11/2019