“Đọc đất” để dự đoán biến đổi khí hậu

TS Nguyễn Thị Ánh Dương, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Việt Hàn lâm KH&CN  Việt Nam và các nhà khoa học Quốc tế vừa công bố bài báo trên tạp chí Nature về nhóm vi sinh vật không nhìn thấy trong đất.

Thu thập hàng nghìn mẫu đất khắp thế giới

TS Nguyễn Thị Ánh Dương cho biết, tuyến trùng là nhóm sinh vật đa dạng và phong phú bậc nhất trên thế giới. Chúng sinh sống ở hầu như tất cả các môi trường từ nước mặn, nước ngọt, sống tự do hay là sống kí sinh… Chúng là một trong những nhóm sinh vật đa dạng và đóng vai trò quan trọng trong tất các các mắt xích của mạng lưới thức ăn, góp phần luân chuyển carbon, chất dinh dưỡng, khoáng hóa trong đất. “Chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi thấy rằng tuyến trùng rất phong phú và phân bố nhiều ở Bắc cực và cận Bắc cực hơn ở vùng nhiệt đới - trái ngược với những gì chúng ta nhìn thấy trên mặt đất”, TS Dương cho biết.

Nghiên cứu của TS Dương tập trung vào 15cm đất bề mặt - vùng hoạt động sinh học mạnh nhất của nhóm tuyến trùng, nơi tập trung mật độ tuyến trùng nhiều nhất. Các nhà khoa học đã lấy 6.759 mẫu đất đại diện cho mọi châu lục và mọi môi trường từ vùng lãnh nguyên Bắc cực đến rừng mưa nhiệt đới và sử dụng kính hiển vi để phân tích mật độ của từng loại tuyến trùng để tạo ra một bộ dữ liệu toàn cầu đại diện. Và đã sử dụng các phần mềm thống kê để xác định mức độ phong phú và đa dạng của từng loại tuyến trùng liên quan đến các điều kiện khí hậu, đất đai và thảm thực vật tại mỗi địa điểm mẫu, xác định 73 vùng tiểu khí hậu khác nhau.

Kết quả chỉ ra, số lượng tuyến trùng sống tự do trong đất lớn hơn rất nhiều so với những nghiên cứu trước đây. Chúng có số lượng khoảng 4.4 ± 0.64 × 1020 và tổng sinh khối khoảng 300 triệu tấn - xấp xỉ 80% trọng lượng kết hợp của dân số trên trái đất là 7.7 tỷ người. Nghiên cứu cũng cung cấp những bằng chứng cho thấy phần lớn tuyến trùng tập trung tại những nơi có vĩ độ cao: 38,7% tồn tại trong các khu rừng phương bắc và lãnh nguyên trên khắp Bắc Mỹ, Scandinavia và Nga, 24,5% ở vùng ôn đới, và chỉ 20,5% ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới.

TS Nguyễn Thị Ánh Dương

Dự đoán biến đổi khí hậu

Các loài tuyến trùng có kích thước nhỏ bé, không nhìn được bằng mắt thường nhưng vai trò của chúng lại đặc biệt quan trọng trong sự hình thành, tồn tại và phát triển của hệ sinh thái đất. Kết quả nghiên cứu về nhóm tuyến trùng sống tự do trong đất đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng cở sở khoa học để phát triển thế giới bền vững, đặc biệt để dự đoán những biến đổi khí hậu toàn cầu. Tuyến trùng thường hoạt động mạnh hơn ở nhiệt độ cao hơn, do đó, quần thể tuyến trùng lớn ở Bắc cực và cận Bắc cực làm cho các khu vực này rất nhạy cảm với sự nóng lên.

Các khu vực này tạo ra một kho dự trữ carbon lớn trong đất, và có thể giải phóng nhiều carbon hơn do hoạt động của động vật đất tăng lên và kéo dài mùa trồng trọt do biến đổi khí hậu do con người gây ra. Theo TS Ánh Dương, dự đoán biến đổi khí hậu cũng đòi hỏi chúng ta phải hiểu chu trình carbon và dinh dưỡng toàn cầu. Hiện tại chúng ta có một sự hiểu biết lớn về vật lý và hóa học của hành tinh chúng ta, nhưng lại biết rất ít về các sinh vật sinh học điều khiển các chu kỳ này.

Nghiên cứu sẽ giúp các nhà khoa học đưa ra dự đoán tốt hơn về chu trình carbon bằng cách phát triển các mô hình phản ánh tác động của các sinh vật đất đặc biệt là nhóm Tuyến trùng. Nó cũng sẽ cho phép các nhà quản lý đất đai đưa ra quyết định đúng đắn trong cuộc chiến chống mất mát đa dạng sinh học và biến đổi khí hậu bằng cách xác định các loại đất cần được phục hồi.

Nghiên cứu này được thực hiện tại 57 phòng thí nghiệm trên toàn thế giới, nơi tập trung các nhà khoa học hàng đầu về lĩnh vực tuyến trùng học. Đây có thể coi là bộ dữ liệu khoa học đồ sộ nhất từ trước tới giờ.

Bảo Khánh