MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017160406
■00520250211151012
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798383482124
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30995642
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a551
■1001  ▼aArnold,  Wyatt.
■24510▼aMicrobial  Controls  on  Globally  Significant  Methane  Cycling  in  Wetlands  and  Forests
■260    ▼a[Sl]▼bYale  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a182  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-01,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Peccia,  Jordan.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Yale  University,  2024.
■520    ▼aMethane  (CH4),  like  carbon  dioxide  (CO2),  is  a  potent  greenhouse  gas  that  has  played  a  critical  role  in  the  warming  of  the  planet.  Yet  unlike  CO2,  virtually  all  of  the  methane  emitted  into  the  atmosphere  is  the  product  of  biological  activity.  Specifically,  it  is  the  metabolic  byproduct  of  a  group  of  archaea  that  are  collectively  referred  to  as  methanogens.  These  methanogens  thrive  in  a  diversity  of  habitats-from  landfills,  to  ruminant  guts,  to  the  wood  of  trees-and  excel  at  converting  carbon  into  methane.  Their  vast  presence  and  activity  in  natural  environments,  like  wetlands  and  inland  waters,  accounts  for  more  than  half  of  all  globally  emitted  methane.  Although  this  production  is  inherently  natural,  it  is  feared  that  climate  change  may  inadvertently  enhance  methanogenesis  on  a  global  scale,  as  warming  temperatures  could  not  only  increase  the  rate  of  methane  production  from  existing  sources,  but  also  transform  vast  swaths  of  land  into  new  habitat  favorable  for  methanogen  growth.  If  realized,  this  process  could  further  accelerate  the  emission  of  methane  to  the  atmosphere,  which  in-turn  would  further  advance  the  pace  at  which  the  planet  warms.  To  avoid  this  runaway  scenario,  we  may  need  to  consider  possible  engineered  controls  to  reasonably  constrain  the  emission  of  methane  from  natural  environments.  As  any  geoengineering  effort  can  pose  significant  risks,  it  stands  to  reason  that  the  sources  displaying  the  highest,  or  fastest  growing,  emission  rates  should  be  targeted  first  for  intervention.  Yet  despite  decades  of  research  into  the  emission  of  methane  from  biogenic  sources,  much  remains  unresolved,  evidenced  by  the  fact  that  gaps  of  100-200  Tg  CH4  yr-1  still  persist  in  global  emissions  models.  To  that  end,  the  goal  of  this  research  was  to  improve  our  understanding  of  the  drivers,  controls,  and  variability  of  methane  emissions  from  wetlands  (the  largest  natural  source)  and  trees  (a  ubiquitous,  but  poorly  resolved  source).To  explain  dramatic,  localized  spatial  variance  of  methane  fluxes  from  the  surface  of  a  wetland,  we  leveraged  depth-stratified  amplicon  sequencing  and  gene  abundance  measurements  of  methanogenesis  and  methanotrophy.  Our  results  showed  that  the  majority  (75%)  of  flux  variance  was  attributable  to  shifts  in  methanogen  abundance  (at  depths  ≥15  cm),  which,  in-turn,  was  strongly  modulated  by  underlying  peat  depth.  When  accounting  for  the  variance  due  to  sampling  and  refusal  depth,  community  composition  also  proved  to  be  significantly  associated  with  methane  flux.  These  findings  suggest  that  microbial  factors  likely  underlie  localized  variance  in  wetland  CH4  flux,  and  that  a  greater  reliance  on  biological  predictors  could  transform  our  ability  to  understand  and  model  wetland  methane  fluxes  at  finer  scales  than  is  currently  possible.To  explore  the  origin  of  methane  fluxes  observed  from  the  trunk  of  living  trees,  we  first  developed  a  method  for  high-throughput  sampling  of  microbial  communities  within  wood  and  determined  a  limit-of-detection  of  approximately  500  cells  per  100  mg  of  (dry)  wood.  We  then  employed  this  method  to  survey  the  microbial  communities,  including  methane  cycling  taxa,  within  the  wood  of  over  150  living  trees  across  16  different  species.  We  found  a  diverse  and  distinct  microbial  community  within  the  wood  of  these  trees,  with  different  niches  of  specialization  dominating  in  heartwood  and  sapwood,  and  observed  that  these  woodborne  microbiomes  vary  significantly  across  tree  species.  Moreover,  in  over  90%  of  trees  sampled,  we  observed  the  presence  of  methanogenic  archaea,  suggesting  that  internal  production  of  methane  likely  plays  a  foremost  role  in  the  emission  of  methane  from  tree  stems.Overall,  this  work  demonstrates  that  improving  our  means  to  monitor  the  abundance,  activity,  and  diversity  of  methane  cycling  communities  in  natural  environments  offers  us  a  promising  pathway  to  improve  our  understanding  of  biogenic  methane  emissions,  which  may  aid  in  future  efforts  to  better  model  and  constrain  these  fluxes.
■590    ▼aSchool  code:  0265.
■650  4▼aBiogeochemistry
■653    ▼aGene  expression
■653    ▼aMethane
■653    ▼aMicrobiome
■653    ▼aTrees
■653    ▼aWetlands
■690    ▼a0425
■71020▼aYale  University▼bChemical  and  Environmental  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-01B.
■790    ▼a0265
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17160406▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books