Boden-auf-einem-Chip-Experimente bestätigen die Gefahren von kohlenstoffhaltigen Bakterien

Neue Forschungsergebnisse der Princeton University zeigen, dass Kohlenstoffmoleküle möglicherweise den Boden verlassen

viel schneller als bisher gedacht.Die Ergebnisse legen nahe, dass bestimmte Arten von Bodenbakterien, die bestimmte Enzyme produzieren können, eine Schlüsselrolle spielen. Sie zersetzen große Kohlenstoffmoleküle und geben Kohlendioxid in die Atmosphäre ab.

Der Boden speichert mehr Kohlenstoff als alles anderePflanzen und Planetenatmosphäre kombiniert. Es absorbiert etwa 20% der menschlichen Kohlenstoffemissionen. Die Faktoren, die die Akkumulation und Freisetzung von Kohlenstoff aus dem Boden beeinflussen, sind jedoch schwer zu untersuchen, was die Relevanz von Klimamodellen einschränkt. Die neuen Ergebnisse bestätigen Umweltbedenken, dass große Kohlenstoffmoleküle schneller aus dem Boden freigesetzt werden könnten, als herkömmliche Modelle vermuten lassen.

In einem am 27. Januar veröffentlichten Artikel inNaturkommunikationWissenschaftler haben Experimente wie "Boden auf" entwickeltChip ". Ziel ist es, die Wechselwirkungen zwischen Boden, Kohlenstoffverbindungen und Bodenbakterien nachzuahmen. Die Forscher verwendeten synthetischen transparenten Ton als Ersatz für Bodenbestandteile, die die größte Rolle bei der Absorption kohlenstoffhaltiger Moleküle spielen.

"Chip" wurde modifiziertein Objektträger oder eine Mikrofluidikvorrichtung. Es enthielt Kanäle mit Silikonwänden von einem halben Zentimeter Länge und einer mehrfachen Breite eines menschlichen Haares (etwa 400 Mikrometer). Einlass- und Auslassrohre an jedem Ende der Kanäle ermöglichten es den Forschern, eine synthetische Tonlösung und dann Aufschlämmungen mit Kohlenstoffmolekülen, Bakterien oder Enzymen einzupumpen.

Die Forscher beschichteten diese Mikrofluidikvorrichtung mit transparentem Ton, fügten dann fluoreszenzmarkierte Zuckermoleküle hinzu und visualisierten die Sorption und Freisetzung von Kohlenstoff aus dem Ton unter einem Mikroskop.
Foto: Judy K. Yang

Nachdem die Forscher die Kanäle mit transparentem Ton bedeckt hattenfügte fluoreszenzmarkierte Zuckermoleküle hinzu, um kohlenstoffhaltige Nährstoffe nachzuahmen, die aus Pflanzenwurzeln sickern, insbesondere wenn es regnet. Die Experimente ermöglichten es den Forschern, die Position von Kohlenstoffverbindungen im Ton und ihre Bewegungen als Reaktion auf den Flüssigkeitsfluss in Echtzeit direkt zu beobachten.

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