צוות בינלאומי של מדענים מיפה לראשונה את המיקרוביום הסביבתי של מדינה שלמה, ויצר אטלס ברזולוציה גבוהה- של חיי חיידקים ברחבי דנמרק. הפרויקט, בראשות אוניברסיטת אלבורג עם תרומות מאוניברסיטת וינה, ניתח יותר מ-10,000 דגימות קרקע וסביבתיות ברחבי הארץ ופורסם ב-טֶבַעתחת הכותרתמיקרופלורה דניקה.
דגימות נאספו ברזולוציה מרחבית ממוצעת של כארבעה קמ"ר, מה שהפיק מה שהחוקרים מתארים כסקירה חסרת תקדים של המגוון והפונקציה המיקרוביאלית של המדינה. מערך הנתונים מספק תובנות כיצד מגיבים מיקרואורגניזמים לשימוש בקרקע, חקלאות והפרעות סביבתיות בקנה מידה לאומי.
מדענים מאוניברסיטת וינה מילאו תפקיד מרכזי בניתוח מיקרואורגניזמים ניטריפירים - המניעים שלבי מפתח במחזור החנקן העולמי. אורגניזמים אלה קובעים כמה זמן החנקן מדשנים נשאר זמין לגידולים ומתי הוא הופך לצורות המזהמות את דרכי המים או בורחות לאטמוספירה.
המחקר מראה, לראשונה, את התפוצה הארצית של ניטריפירים בקרקעות. הוא גם מדגיש פערי ידע עיקריים: שתיים מהקבוצות הנפוצות ביותר - שושלת ה-TA-21 של ארכיאה מחמצנת אמוניה וקוממוקסניטרוספירהלקלייד B - אין נציגים מטופחים. כתוצאה מכך, עדיין לא ניתן לחקור אותם ישירות במסגרות מעבדה למרות השליטה בשטחים נרחבים של קרקעות חקלאיות וטבעיות. החוקרים זיהו גם ראיות חזקות לקבוצות לא ידועות ולא מעובדות של חיידקים מחמצנים ניטריטים-.
לממצאים יש משקל מיוחד עבור דנמרק, שבה כשני-שליש מהאדמה משמשים לחקלאות. שימוש אינטנסיבי בדשן מוביל לאובדן חנקן משמעותי למי תהום, נהרות ומי החוף, תוך שהוא תורם לפליטות של תחמוצת החנקן, גז חממה חזק. ניטריפירים שונים משתנים בכמות תחמוצת החנקן שהם מייצרים ובאופן שבו הם מגיבים למעכבי ניטריפיקציה המוספים לדשנים, מה שהופך את הפצתם לקריטית לניהול הסביבה.
חוקרים אומרים שהאטלס יכול לעזור להפוך את החקלאות לממוקדת ובת קיימא יותר על ידי התאמה של אסטרטגיות דשן לקהילות המיקרוביאליות הקיימות בקרקעות. לאורך זמן, זה יכול להפחית אובדן חומרים מזינים, להגביל את זיהום המים ולצמצם את פליטת גזי חממה.
מעבר לחקלאות, המחקר מראה שהפרעה אנושית משאירה חתימה מיקרוביאלית ברורה. בתי גידול המנוהלים בצורה אינטנסיבית נוטים להיות בעלי מגוון מקומי גבוה, אך נראים הומוגניים יותר ברמה הלאומית. מערכות אקולוגיות פחות מופרעות שומרות על מגוון מיקרוביאלי כולל גדול יותר. המחברים מציעים ש"טביעות אצבע מיקרוביאליות" כאלה יוכלו לשמש בסופו של דבר כדי להעריך את הצלחתם של פרויקטים של שיקום בתי גידול.
ההשלכות חורגות מעבר לדנמרק. אוסטריה מתמודדת עם אתגרים דומים הקשורים לעוצמת החקלאות, ניהול חומרים מזינים והגנה על מים. לפי חוקרים המעורבים במחקר, האטלס הדני מספק מודל לאופן שבו נתוני מיקרוביום בקנה מידה לאומי-יכולים לתת מידע על מדיניות סביבתית במקומות אחרים, מאופטימיזציה של דשנים ועד להערכת פליטת גזי חממה בקרקע-.
המחברים טוענים ששילוב של נתוני מיקרוביום בתכנון-שימושי קרקע ואסטרטגיות אקלים יהיה חיוני מכיוון שמדינות שואפות לאזן בין פרודוקטיביות חקלאית להגנה על הסביבה.
