Mặc dù có kích thước nhỏ, nhưng vi sinh vật và đặc biệt là vi khuẩn đóng góp rất nhiều vào chu trình carbon toàn cầu.
Giờ đây, nghiên cứu mới từ các nhà khoa học của Trường Cao đẳng Hoàng gia London và Trường Đại học Exeter (Anh) chỉ ra rằng, khi được làm ấm, cộng đồng vi khuẩn trưởng thành sẽ hợp tác giải phóng nhiều carbon dioxide (CO2) hơn. Kết quả được công bố trên tạp chí Nature Microbiology.
Đồng tác giả, tiến sĩ Tom Clegg - người phát triển lý thuyết tại Khoa Khoa học Đời sống (Silwood Park) tại Trường Cao đẳng Hoàng gia London, cho biết: “Phát hiện của chúng tôi có ý nghĩa sâu rộng.
Bởi, cộng đồng vi khuẩn đóng góp đáng kể vào chu trình carbon. Chúng tôi cho thấy những thay đổi trong tương tác giữa các loài vi khuẩn có thể làm tăng nhanh chóng và đáng kể lượng khí thải carbon từ hệ sinh thái tự nhiên trên toàn thế giới”.
Giống như con người, vi khuẩn hô hấp, lấy oxy và giải phóng CO2. Trong số nhiều yếu tố kiểm soát mức độ hô hấp của chúng, nhiệt độ đặc biệt quan trọng.
Vi khuẩn hình thành cộng đồng gồm nhiều loài khác nhau trong tất cả các môi trường có thể ở được, kể cả đất, vũng nước và ruột của chúng ta. Khi các cộng đồng mới hình thành, các loài vi khuẩn thường “cạnh tranh”. Mỗi loài cố gắng giành lấy nguồn tài nguyên tốt nhất.
Tuy nhiên, theo thời gian, các cộng đồng này trưởng thành để hợp tác bằng cách tạo điều kiện cho nhau sử dụng tài nguyên. Trong kịch bản này, mỗi loài đóng một vai trò trong cộng đồng để đảm bảo “sức khỏe” tổng thể. Ví dụ, một số loài hợp tác với nhau để phân hủy rác, nhằm tiếp cận các chất dinh dưỡng.
Trước đây, các nhà nghiên cứu đưa ra giả định rằng, phản ứng của cộng đồng vi khuẩn đối với nhiệt độ tăng chủ yếu bị chi phối bởi sự thay đổi quá trình trao đổi chất ở từng loài.
Khi môi trường ấm lên, các tế bào riêng lẻ phải hô hấp nhanh hơn để tồn tại. Tuy nhiên, khi các loài này tương tác với nhau, nhóm nghiên cứu muốn kiểm tra xem mức độ hợp tác trong cộng đồng có thay đổi bức tranh toàn cảnh không.
Họ đã xây dựng một mô hình toán học cho thấy các cộng đồng hợp tác nhạy cảm hơn với sự nóng lên. Điều đó nghĩa là khi nhiệt độ tăng, cộng đồng vi khuẩn giải phóng CO2 với tốc độ nhanh hơn.
Nhóm đã thử nghiệm mô hình trong phòng thí nghiệm trên cộng đồng vi khuẩn từ các dòng địa nhiệt ở Iceland. Kết quả cho thấy, sự chuyển đổi từ cạnh tranh sang hợp tác đã làm tăng 60% độ nhạy cảm của khả năng hô hấp ở vi khuẩn đối với sự nóng lên.
