Decompositie

Heterotrofe micro-organismen in aquatische en terrestrische systemen spelen een belangrijke rol bij de afbraak van organisch materiaal. In deze rol remineraliseren heterotrofe micro-organismen koolstof en zijn daardoor een belangrijke bron van koolstofdioxide in de atmosfeer. Bacteriën en schimmels staan ​​bekend om hun diverse enzymatische vermogens en hun vermogen om complexe biopolymeren af ​​te breken, zoals structurele polysacchariden en lignines. Deze micro-organismen zijn de ultieme recyclers van de natuur, groeien en vermenigvuldigen terwijl ze het organische afval van het leven ontbinden. Recente waarnemingen duiden op een voorheen niet-herkende functionele rol voor heterotrofe micro-organismen die de klassieke rol van koolstofremineralisatie en regeneratie van voedingsstoffen overstijgt. Micro-organismen kunnen snel groeien tijdens de afbraak van organisch materiaal, en overblijfselen van microbiële biomassa komen in het milieu terecht via een verscheidenheid aan processen, waaronder celdeling, lysis door virussen en fagen, en begrazing door protozoën. Deze microbiële overblijfselen omvatten complexe biomoleculen met unieke structurele componenten (zoals lipopolysacchariden en hopanoïden) die recalcitrant zijn en gedurende langere tijd in het milieu kunnen blijven. De achtergebleven organische restanten bevatten vaak moleculaire vingerafdrukken die hun specifieke microbiële oorsprong documenteren. Veranderde structurele vormen van hopanoïden kunnen wel 2.500 miljoen jaar als moleculaire fossielen in sedimenten blijven bestaan. Op deze manier nemen heterotrofe micro-organismen een voorheen niet-herkende functionele rol aan in de biosequestratie van koolstof als RNOM. De microbiële bronterm voor kooldioxideproductie is duidelijk van veel grotere omvang dan de putterm, maar de stabilisatie van niet-levende gereduceerde koolstof als RNOM in water4, sedimenten5 en bodems6 draagt ​​bij tot de regulering van broeikasgassen, beïnvloedt de beschikbaarheid van sporenelementen en nutriënten en verbetert het vasthouden van bodemvocht en de vruchtbaarheid.

Het fietsen van RNOM is een raadsel dat biogeochemici al tientallen jaren verbijstert. De enorme reservoirs van koolstof in RNOM op het land en in de zee overtreffen het atmosferische reservoir van koolstofdioxide7, dus het ontrafelen van het RNOM-raadsel is een onderzoeksprioriteit. In een ietwat ironische draai spelen de micro-organismen die primair verantwoordelijk zijn voor de afbraak en remineralisatie van organisch materiaal een belangrijke rol bij de biosequestratie van koolstof en de productie van RNOM. Toekomstige studies zijn nodig om de microbiële koolstofpomp verder te onderzoeken en de micro-organismen te identificeren die RNOM in het milieu vormen.