土壤温度的持续升高导致微生物减少蛋白质合成。发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的一项研究显示，变暖的土壤微生物种群提高了它们的二氧化碳生成和增长速度，表明细菌可以适应不断变化的环境，在面对变暖的环境时保持较高的细胞分裂率。研究发现，“任何持续时间的变暖似乎都能减少对蛋白质合成的投入，因为变暖的动能以一种补偿性的方式加速了酶和代谢的效率。”
为了衡量微生物活性随着时间推移的变化，研究作者借助了一个探索实地土壤变暖的实验ForHot——这是运行时间最长的实验之一，研究人员监控冰岛亚北极地区的一片由于地热使得土壤变暖的草原，超过50年。此外，为了研究土壤微生物在较短时间内对气候变暖的反应，研究人员还研究了附近一个地点的微生物——2008年的一场地震把一个地热通道运到了一个新的地点。这为研究历史遗址之外新形成的地热梯度提供了机会。领导这项研究的挪威北极大学微生物学家Alexander Tveit表示:“这可以让我们一窥未来全球变暖将如何影响土壤。”
为了从功能的角度理解细菌群落对变暖的反应，研究人员转向了高通量的总RNA测序。通过这种环境转录组学（metatranscriptomics）方法，他们能够同时研究土壤微生物组中发现的各种各样的生物体，比较在土壤比通常温度更高时哪些基因表达不一样。研究人员从几十年前已形成的温度梯度两端区域获取样本，以及在2008年地震后形成的温度梯度两端区域获取样本——从土壤处于环境这一端取4个样本，从土壤受地热加热比环境温度高出6°C以上的另一端取4个样本。
研究人员分析了从16个样本中提取的总RNA，他们发现“在温暖的土壤中的RNA含量较低，这表明蛋白质合成减少。”“即使微生物生物量没有变化——或者变化很小——RNA含量也在下降，”Tveit表示。测序结果表明，在温暖土壤中，细菌群落中的蛋白质合成机制，特别是核糖体蛋白，被下调。
这些观察表明，在温暖土壤中细菌的核糖体含量比在寒冷的土壤中细菌的核糖体含量要低。Tveit说，通常情况下，这对细菌的生存是有害的，但事实似乎并非如此，因为在更高的温度下，变暖土壤中的细菌群落具有更高的生化反应速率。“当天气变暖时，微生物和它们所有的酶会更快地工作，”这使得微生物可以牺牲（部分）核糖体，但仍然保持较高的代谢和细胞分裂率，即使它们消耗土壤中碳的速度比正常情况下更快。“它们能在温暖的土壤中保持高的生长速度和高的分解速度，因为它们在去除自身的一部分，就像在减肥一样，即使土壤中含有的营养物质较少。”这些变化出现在数月或数年的过程中，但论文的初步证据表明，仅在土壤变暖一周后就出现了下调。
就目前而言，就这种现象如何影响从变暖的土壤中释放的二氧化碳的速度以及如何导致气候变化得出结论是“走得太远了”。“这可能会使生物体消耗土壤中的碳比没有核糖体调控的情况下更多。”他们可以在更长的时间内以更高的速度维持下去。”
“虽然这些发现需要在其他土壤中得到证实，以评估这些结论是否可以被推广，但它们代表了向着更好地理解微生物对变暖反应的机理迈出了决定性的一步，”“土壤有机质的命运和它在一个变暖的世界中分解可能导致的温室气体排放，具有全球影响。了解微生物对变暖的反应对于准确地将其纳入生物地球化学模型是必要的。”
该研究的合著者Andrea Söllinger是挪威北极大学的微生物生态学家，她目前正在研究这种由变暖引起的核糖体调控是否也会在更短的时间内发生，比如在几周或几天内。 Tveit说，初步实验也表明，类似的核糖体减少也发生在其他类型的土壤中，如森林土壤。
斯德哥尔摩大学的微生物生态学家Sylvain Monteux没有参与这项研究，他认为:“这项研究的主要发现是，在温暖的条件下，与蛋白质合成相关的基因下调了。”“重要的是，他们可以表明，这不是由于微生物群落结构的变化，所以当相同的微生物存在时，是它们的活动发生了变化。”马萨诸塞州大学的微生物学家Kristen DeAngelis认为“这是一个非常令人兴奋的观察结果，而且应该可以推广到各个系统，而不仅仅是土壤。”