從微生物預測土壤 通過固碳幫助緩解全球暖化
就像汽車需要燃料才能運行一樣,微生物也需要能量才能生存。
內燃機(例如汽車或發(fā)電廠)在運行太快會降低效率,同樣,德克薩斯 A&M AgriLife 研究科學家及其團隊的研究發(fā)現(xiàn),微生物會隨著代謝率的增加而降低效率。
微生物在各種環(huán)境條件下,可以有效地利用能源,對全球氣候和碳循環(huán)以及可解決全球變暖的生物技術應用產生影響。
“微生物生長的能量縮放”發(fā)表在美國國家科學院院刊上,為科學家檢查微生物的這些代謝過程提供了一個新的數學模型。
首席研究員 Salvatore Calabrese 博士、德克薩斯 A&M 大學農業(yè)與生命科學學院生物與農業(yè)工程系助理教授說,這一發(fā)現(xiàn)是深入了解支配所有生命系統(tǒng)的能量原則。
依靠廣泛的實驗室數據,來自瑞典斯德哥爾摩大學和加拿大滑鐵盧大學的 Calabrese 及其同事專注于橋接生物化學和熱力學,以計算代謝活動。
例如生長所需的能量,最終計算微生物的熱力學效率。使用統(tǒng)計技術,他們發(fā)現(xiàn)根據實驗室中常用的已建立的微生物參數來預測能源效率,例如微生物的生長速度。
人們可以將微生物視為微型熱力學機器,通過對它們的能量學的詳細分析,研究人員發(fā)現(xiàn)它們的效率是可以預測的。這種可預測性和這種數學公式將使其他科學家能夠了解微生物如何應對不斷變化的環(huán)境條件。
這一發(fā)現(xiàn)開啟了人們對這些重要生物如何在不斷變化的環(huán)境條件下生長的理解,不僅對于預測氣候和土地利用變化對土壤和生態(tài)系統(tǒng)的影響至關重要,而且對于預測土壤如何通過固碳幫助緩解全球暖化。
土壤微生物是將有機物質轉化為可以穩(wěn)定并儲存在土壤中的形式的基礎,更高效的微生物可以幫助在土壤中儲存更多的碳——這就是為什么我們的結果對氣候變化研究很重要,
Calabrese發(fā)現(xiàn)可以應用他的工程知識將微生物中的這些反應與可量化和可預測的結果聯(lián)系起來。微生物熱力學類似于汽車發(fā)動機的工作原理。汽車發(fā)動機燃燒燃料以產生能量,而土壤中的微生物以有機碳為食以產生能量。
正如可以預測,一輛以 70 英里/小時的速度行駛的汽車會因風阻等因素而降低效率,并且在相同距離內比以 55 英里/小時行駛時燃燒更多的燃料一樣,卡拉布雷斯的團隊找到了一種方法來預測微生物如何隨著代謝率的增加而失去效率。
經過近兩年的深入研究,Calabrese 和合作者提出了一種簡單的方法來持續(xù)估計微生物能量學?,F(xiàn)在,Calabrese 和研究同事正致力于回答有關微生物對氮和有機物等因素的條件反應的問題。
這一發(fā)現(xiàn)將推動一般熱力學理論中的科學發(fā)現(xiàn),擴展到所有形式的生物和最終生態(tài)系統(tǒng)以及它們如何相互聯(lián)系,微生物是所有生命的基本基礎,這一發(fā)現(xiàn)為這一探索提供了一個起點。
免責聲明:本網站內容主要來自原創(chuàng)、合作媒體供稿和第三方自媒體作者投稿,凡在本網站出現(xiàn)的信息,均僅供參考。本網站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性,但不保證有關資料的準確性及可靠性,讀者在使用前請進一步核實,并對任何自主決定的行為負責。本網站對有關資料所引致的錯誤、不確或遺漏,概不負任何法律責任。任何單位或個人認為本網站中的網頁或鏈接內容可能涉嫌侵犯其知識產權或存在不實內容時,應及時向本網站提出書面權利通知或不實情況說明,并提供身份證明、權屬證明及詳細侵權或不實情況證明。本網站在收到上述法律文件后,將會依法盡快聯(lián)系相關文章源頭核實,溝通刪除相關內容或斷開相關鏈接。
能源環(huán)保排行榜
-
2021-11-30 16:01
-
2018-09-28 11:32
-
2018-09-28 11:32
-
2018-09-28 11:32
-
2018-09-28 11:32
能源環(huán)保熱門推薦
-
2021-11-30 16:01
-
2018-09-28 11:32
-
2018-09-28 11:32
-
2018-09-28 11:32
-
2018-09-28 11:32