Sebuah kelompok penelitian internasional yang melibatkan Universitas Bern telah menemukan bahwa mikroorganisme tanah menggeser ritme musiman mereka lebih dari tanaman dalam menanggapi pemanasan iklim. Perbedaan yang dihasilkan antara tanaman dan mikroorganisme dapat mengganggu proses ekosistem penting dan membahayakan fungsionalitasnya.
Sebagian besar makhluk hidup mengikuti ritme tertentu sepanjang tahun. Ini menentukan, misalnya, ketika mereka bereproduksi, ketika mereka pergi ke hibernasi atau ketika proses kehidupan penting lainnya terjadi. Siklus tahunan reguler ini dikenal sebagai fenologi. Penting untuk kelangsungan hidup spesies dan untuk fungsi ekosistem. Salah satu reaksi paling umum dari hewan dan tumbuhan terhadap perubahan iklim adalah perubahan dalam ritme tahunan ini – misalnya, pembungaan banyak spesies tanaman sekarang dimulai lebih awal di musim tanam mereka atau ada pergeseran dalam waktu musim kawin untuk hewan.
Sementara pergeseran fenologis pada tanaman dan hewan telah diteliti dengan baik, sejauh mana pemanasan iklim mempengaruhi fenologi mikroorganisme tanah dibandingkan dengan fenologi tanaman tetap tidak jelas. Di sinilah sebuah studi yang baru -baru ini diterbitkan di Nature Geoscience oleh kelompok penelitian internasional dari Universitas Lanzhou, Universitas Normal Tiongkok Timur dan Universitas Bern masuk. Hasilnya menunjukkan bahwa fenologi mikroba di tanah bergeser lebih kuat daripada tanaman sebagai akibat pemanasan iklim. Perbedaan yang belum diabaikan ini dapat memiliki dampak negatif pada kemampuan ekosistem – misalnya, untuk menyimpan karbon atau mendaur ulang nutrisi.
Respirasi tanah sebagai indikator utama
Untuk menyelidiki bagaimana fenologi mikroba merespons pemanasan iklim dibandingkan dengan fenologi tanaman, para peneliti melakukan meta-analisis sekitar 1.000 studi eksperimental global yang menunjukkan pergeseran fenologis dalam respirasi tanaman atau tanah mikroba sebagai respons terhadap pemanasan eksperimental di berbagai ekosistem. Respirasi tanah dan tanah mikroba adalah pelepasan karbon dioksida (CO2) dari tanah yang disebabkan di satu sisi oleh respirasi seluler akar tanaman hidup (tanaman) dan di sisi lain dengan dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme (mikroba). Bergantung pada kondisi dan musim lingkungan, respirasi respirasi tanah berfluktuasi, yang merupakan indikator kunci penting dari aktivitas biologis tanaman dan mikroorganisme. “Ini adalah pendekatan inovatif,” kata Madhav P. Thakur dari Institut Ekologi dan Evolusi di Universitas Bern dan Co-Leader penelitian. “Menggunakan data respirasi tanah sebagai penanda fenologis memungkinkan kami untuk mendeteksi pergeseran yang halus tetapi konsisten dalam ritme biologis yang sulit untuk diamati.”
Pergeseran tersembunyi di tanah
Hasil meta-analisis menunjukkan bahwa mikroorganisme tanah bereaksi sangat sensitif terhadap pemanasan iklim, dengan pergeseran temporal fenologi yang lebih besar daripada tanaman. Menanggapi pemanasan, mikroorganisme memulai aktivitas mereka lebih awal di musim semi dan tetap aktif lebih lama daripada tanaman di musim gugur. “Pergeseran ini sangat diucapkan dalam ekosistem hutan dan di tanah yang kaya karbon, yang khas dari daerah yang lebih dingin,” jelas Hao Wang dari Universitas Lanzhou dan penulis utama penelitian ini.
“Sangat mengejutkan bahwa perbedaan antara tanaman dan fenologi mikroba ini adalah pola yang konsisten di semua'ecosystems, meskipun ada perbedaan regional. Kami telah lama berasumsi bahwa tanaman dan mikroorganisme bekerja secara sinkronisasi, tetapi hasil kami menunjukkan bahwa pemanasan iklim secara bertahap merusak sinkronisasi ini,” Thakur melanjutkan.
Konsekuensi untuk ekosistem
Desinkronisasi antara tanaman dan mikroorganisme tanah ini dapat mempengaruhi proses penting seperti penyimpanan karbon dan aliran energi dan nutrisi dalam ekosistem. “Ini menimbulkan kekhawatiran tentang ketahanan mereka di dunia yang hangat,” kata Thakur. “Fenologi mikroorganisme tanah dengan demikian dapat menjadi faktor tersembunyi dalam umpan balik iklim yang memperkuat konsekuensi negatif dari pemanasan iklim,” Thakur memperingatkan. “Jika ketidakcocokan antara ritme musiman tanaman dan mikroorganisme berlanjut, itu dapat mengacaukan proses inti ekosistem yang mendukung fungsinya,” lanjut Thakur.
Membangun temuan baru, Kelompok Penelitian Ekologi Terestrial di Institut Ekologi dan Evolusi di Universitas Bern sekarang akan melakukan eksperimen lebih lanjut. Sebagai bagian dari percobaan luar ruang jangka panjang “Hasli outdoor Mesocosm Experiment (HOME)” di stasiun etologis Hasli, efek dari berbagai faktor stres, seperti pemanasan iklim dan kekeringan, pada komunitas, serangga dan komunitas mikroba dan pada fungsi ekosistem akan diselidiki lebih lanjut.
