Nederland, hjem til vindmøller og tresko, legalisert prostitusjon og marihuana, er også hjemsted for intenst oppdrettsavlingsland. Hollands lille størrelse og store befolkning har betydd at landet hans historisk trengte kyndige jordbrukere for å mate folket. Men når den vokser mindre og mindre av sin egen mat, må regjeringen kjøpe ut bønder for å returnere avlingsland til en villere stat.
Relatert innhold
- En undersøkelse av de 161 bakteriefamiliene som lever av frukt og grønnsaker
Da dette programmet startet for flere tiår siden, ifølge Martijn Bezemer, en biolog ved det nederlandske instituttet for økologi, ville naturvernere rett og slett slutte å plante og la landet være, eller de ville fjerne det øverste jordsjiktet og la sandbunnen bli utsatt for elementene. Ingen av metodene møtte stor suksess. Det så ut til at uansett hvor lenge de ventet på et sunt gressmark, ville jorda, forringet etter flere tiår med høyintensiv jordbruk, ikke komme seg.
Regjeringen rekrutterte Bezemer for å prøve å få fart på restaureringsprosessen. Hans gruppe begynte å eksperimentere med prosessen med å inokulere nedbrutt jord med skitt fra sunne økosystemer. Akkurat som leger kunne behandle mange tarmproblemer ved å transplantere tarmmikrober fra en sunn person til en syk, ønsket Bezemers gruppe å bruke sunne mikrober til å behandle et sykt økosystem.
Deres første arbeid i veksthus og på små tomter imponerte Machiel Bosch, en naturforvalter for regjeringen som var med på å føre tilsyn med restaureringsprosessen i Nederland. For flere år siden, da Bosch fikk en ny pakke med land, inviterte han Bezemer til å prøve sine mikrobielle transplantasjoner i jord i større skala.
Resultatene ble nylig publisert forrige måned i tidsskriftet Nature Plants, og avslørte at små jordinokulasjoner fra gressmark eller lynghei kunne bidra til å bestemme hvilke planter som ville kolonisere området og trives i fremtiden. "Du får ikke de rette plantene hvis du ikke har den rette jorda, " sier Bezemer.
Scoop opp en håndfull jord. Skittet du holder i håndflatene dine danner grunnlaget for livet rundt deg, fra meitemarkene som kryper i hagen din til raptors hundre meter i luften. Men jord er ikke bare en livløs haug med jord. Symbiotiske sopp som lever i planterøtter - kjent som mycorrhiza - hjelper plantene med å utvinne viktige næringsstoffer. Andre mikrober bryter ned råtnende planter og dyr, og fyller på materialene som brukes av plantene.
Historisk trodde forskere at jordmikrober stort sett var like over hele verden, fra Asia til Sør-Amerika. Nyere arbeid har imidlertid avdekket at mikrobielle bestander faktisk er hyperlokale, forklarer Vanessa Bailey, en mikrobiolog ved Pacific Northwest National Labs. Jorden hun studerer ved foten av Rattlesnake Mountain i Washington State er faktisk ganske forskjellig fra jorda på toppen, med en høydeendring på bare 3500 fot.
Hva dette betyr for forskere er dobbelt. For det første betyr det at mikrobielt mangfold i jord alene antagelig er langt mer enormt enn noen hadde regnet med. "Vi har verktøyene nå for å beskrive mikrober i mye større detalj enn til og med for fem eller ti år siden, " sa Noah Fierer, mikrobiolog ved University of Colorado i Boulder. Likevel er 80 prosent av jordmikrober i Central Park fortsatt ikke beskrevet. Det er mye mangfold å regne med. ”
Den andre implikasjonen er at to forskjellige økosystemer, også de i nærheten, kan ha veldig forskjellige mikrober som bor i jorda. En plante kan overleve tørke ikke på grunn av noe som er iboende for fysiologien, men på grunn av et utvalg av symbiotiske mikrober i skitten, sa Fierer. Plante frøene andre steder, og de kan ikke være i stand til å spire, vokse og trives uten riktig blanding av bakterier og sopp. Da forskere begynte å lære mer om dybden og kompleksiteten i disse interaksjonene, innså Bezemer at det kunne forklare hvorfor hans hjemlands forsøk på å returnere jordbruksland til innfødte økosystemer sviktet.
Prosessen kunne fungere, mente Bezemer, hvis den rette jorda var til stede. Først prøvde han å flytte jord engros. Det var ikke noe problem for små prosjekter i gryter og drivhus, men å skale opp noen prosjekter ville være vanskelig, da jord er tung og vanskelig å flytte. Fortsatt ga disse tidlige forsøkene Bezemer nok data til å vise at frø klarte seg bedre når de ble plantet i jord hentet fra andre økosystemer der artene trivdes.
Ikke bare vokste plantene bedre, men den transplanterte jorda forhindret også ugress og andre ikke-ønskede planter fra å dominere det nye systemet før den innfødte arten hadde en sjanse til å ta grep.
For Bezemer var problemet med denne tilnærmingen hvor mye jord som trengs. For å konvertere jordbruksland til gress eller lynghei på tvers av Nederland, ville naturvernere effektivt måtte fjerne all jord fra sunne økosystemer. Men hvis mikrober var den viktige faktoren, så kanskje han ikke trengte enorme mengder skitt.
Siden ingen visste nøyaktig hvilke mikrober som var viktige og i hvilke mengder, kunne Bezemer ikke uten videre strø bakterier på ønsket område. Men, teoretiserte han, kanskje små mengder jord inneholdt nok mikrober til å få systemet i gang og sette det på ønsket bane.
På noen av tomtene fjernet forskerne det gamle laget med jordsmonn og utsatte den sandede undergrunnen. I andre forlot de imidlertid eksisterende jordjord intakt. De dekket den deretter med en centimeter eller to av jord fra enten gressmark eller lynghei, sådde en rekke frø og ventet.
Eksperimentet tok seks år, men dataene viste tydelig at giverjord styrte det tidligere jordbruksarealet mot et økosystem som så ut som den opprinnelige kilden. Gressjord skapte grasmark, lynghei ble lynghei. Stripping av jordsmonnet muliggjorde sterkere donorjordeffekter, og økosystemene kom seg også raskere.
Bailey, som publiserte sin egen studie tidligere i år om hvordan klimaendringer kan påvirke jordmikrober, sier at disse resultatene ikke bare viser virkningene av giverjord på økosystemgjenoppretting, men også hvordan konkurranse mellom jordmikrober kan påvirke hvordan planter vokser. Den sannsynlige årsaken til at inokulasjonene hadde mindre effekt når matjorda ikke ble fjernet, var konkurranse mellom de eksisterende mikrober og de i den transplanterte jorda.
”Mikrober oppfører seg på overraskende måter, og vi trenger en bedre forståelse av hvordan de koloniserer jord og alle de forskjellige økologiske prosessene som disse mikrober utfører. Vi har egentlig ingen anelse om det, ”sa Bailey. Forskere vet fremdeles ikke hvordan og hvorfor disse jordtransplantasjonene fungerer, akkurat som de egentlig ikke vet så mye om hvorfor fekaltransplantasjoner er så vellykkede hos mennesker. Denne artikkelen viser imidlertid at jordtransplantasjonene faktisk fungerer, sier Bailey.
Fierer berømmet studien og sa at den "fremhever koblingen mellom jord og økosystemhelse, og viser kraften som å endre jord kan ha, " men ga også oppmerksomhet om forsiktighet. Forskerne kan ha brukt en mye mindre jordsmengde enn tidligere eksperimenter, men det vil likevel kreve enorme mengder skitt for å gjenopprette selv små områder. Ingen kan heller være sikre på hva i jorda som driver de økologiske endringene. Bezemer og andre jordeksperter er enige om at det nesten helt sikkert er mikrober, men gitt jordens kompleksitet kan ingenting ennå styres inn eller ut.
Jord er fortsatt en økologisk svart boks for forskere. Selv nå begynner forskerne akkurat å forstå hvordan mikrober som vi ikke en gang kan se potensielt kan forme verden rundt oss.
