Objevování skrytého mikrobiálního světa pod našimi nohama z nebe
Nová studie Dr. Angely Harrisové z University of Manchester a profesora Richarda Bardgetta z Lancaster University odhalila, že vědci nyní mohou detekovat skrytý svět mikrobiálních organismů žijících v půdě z vzduchu.
Výzkum publikovaný v časopise New Phytologist ukazuje, že podrobné vzdušné snímky zachycující různé části elektromagnetického spektra mohou být použity k předpovědi hojnosti a rozmanitosti mikrobiálních organismů žijících v půdě pod rostlinnými korunami. To nabízí nový způsob monitorování zdraví půdy a biologické rozmanitosti.
Půda je nejvíce biodiverzifikovaným a složitým habitatem na Zemi a mikrobi, kteří v ní žijí—malé bakterie a houby, jež recyklují živiny, ukládají uhlík a udržují ekosystémy zdravé—jsou zásadní pro zdravou planetu. Přestože žijí pod zemí, jsou notoricky obtížně a nákladně měřitelné na velkých plochách.
Jak rostlinné vlastnosti odhalují podzemní život
Recentní výzkum ukazuje, že typy rostlin rostoucích v určité oblasti a jejich vlastnosti—například rychlost růstu nebo složení listů—mohou silně ovlivnit mikrobiální složení půdy. Co však bylo dosud neznámé, byla otázka, zda tyto vztahy platí pro předpověď hojnosti a rozmanitosti mikrobiálních organismů v různých ekosystémech.
V této studii použili vědci vzdušné senzory, které zaznamenávají světlo daleko za hranicemi lidského oka. Tyto senzory zachycují stovky úzkých vlnových délek, což umožňuje odhalit jemné detaily o rostlinných listech a korunách, jako je jejich chemie, struktura a celkové zdraví.
Kombinací této bohaté spektrální informace s terénními měřeními půdních mikrobiálních organismů a vlastnostmi rostlin sbíranými po celé kontinentální části Spojených států pomocí Národní ekologické observatoře (NEON) tým nalezl silné vazby mezi odrazem rostlinných korun a typy a rozmanitostí mikrobiálních organismů žijících v půdě.
Důsledky pro globální monitoring půdy
„Chemie a struktura rostlinných listů, které určují, jak odrážejí světlo, jsou těsně spojeny s podmínkami půdy, v níž rostou,“ řekla Dr. Harrisová. „Jelikož rostliny a mikrobi často reagují na stejné environmentální faktory—jako jsou živiny v půdě nebo klima—můžeme použít to, co se děje nad zemí, k předpovědi toho, co se odehrává pod ní.“
Důležité je, že studie ukázala, že hyperspektrální data celého spektra—která zachycují mnohem více detailů než tradiční satelitní snímky—fungovala mnohem lépe než jednodušší vegetační indexy, jako je NDVI. To naznačuje, že nadcházející hyperspektrální satelity, včetně misí CHIME Evropské kosmické agentury a NASA Surface Biology and Geology (SBG), by mohly transformovat způsob, jakým monitorujeme zdraví půdy na globální úrovni.
„Naše zjištění ukazují, že podrobné spektrální informace zachycené vzdušnými senzory nám mohou říct hodně o mikrobiálních organismech žijících v půdě. S plánovanými pokročilými hyperspektrálními satelity bude tento přístup moci umožnit monitorování zdraví půdy a biologické rozmanitosti na kontinentální a dokonce i globální úrovni,“ říká Dr. Harrisová.
Nové nástroje pro ochranu a akci v oblasti klimatu
Kromě pokroku v ekologické vědě může tento výzkum poskytnout životně důležité nástroje pro sledování ukládání uhlíku v půdě, monitorování degradace půdy a podporu udržitelného hospodaření s půdou v souvislosti se změnou klimatu.
„Tento výzkum otvírá mocné nové okno do skryté biodiverzity Země, poskytující způsob, jak mapovat a monitorovat biologickou rozmanitost půdy ve velkých měřítkách nákladově efektivním způsobem,“ řekl profesor Bardgett.
