Under våra fötter är det liv och rörelse. I en sked jord finns fler mikroorganismer (svampar och bakterier) än det finns människor på jorden. Samtidigt är det en osynlig och för forskare ofta svår och ogenomtränglig värld.
– Våra soilchip kan revolutionera hur vi studerar mikrobiologiska processer i marken. Äntligen kan vi följa live under mikroskop vad som faktiskt händer nere i marken, säger Edith Hammer, biträdande universitetslektor vid biologiska institutionen i Lund.
Experiment med petriskålar och riktig jord har länge varit det traditionella sättet att undersöka livet i marken. Det forskarna nu har gjort är att skapa modeller av markstrukturer och ekosystem i mikrochip. Med dessa kan forskarna se livet i markens labyrintsystem, system som de nu kan bygga i samma skala som mikroorganismerna själva.
Med hjälp av en teknik kallad mikrofluidik kan forskarna tillverka relativt realistiska jordmodeller. Modellerna är gjorda av ett silikonpolymer och simulerar strukturen i marken med beståndsdelar av organiskt och oorganiskt material, labyrintiska gångar, vatten och ojämnt fördelade näringsämnen som mikroorganismerna livnär sig på.
– Våra system är genomskinliga, det är nästan det som fascinerar mest. Vi kan alltså titta direkt på alla processer och beteenden i marken. Vi ser hur mikroorganismerna rör sig, hur de letar näring, väljer vart de ska och hur de konkurrerar med varandra men också samarbetar, säger Edith Hammer.
– Mikroorganismerna är som ingenjörer i ekosystemet. Vi kan se hur de förändrar sin omgivning genom att skapa eller blockera passager med sina celler. Bakterierna i markens tunnelsystem måste kämpa hårt mot vattnets krafter för att alls kunna röra sig, säger hon.
Forskarna är övertygade om att metoden kommer att öka kunskapen om strukturerna i marken och vilken betydelse organismerna har som lever där. Det kommer i sin tur att leda till bättre rekommendationer för att bruka jorden på ett hållbart sätt som bevarar markens funktioner.
Utvecklingen av de nya mikrochippen har skett genom ett samarbete mellan biologer och ingenjörer verksamma vid naturvetenskapliga fakulteten och LTH i Lund tillsammans med kollegor i Amsterdam.
Det nya sättet att studera livet i marken presenterades nyligen i en artikel i The ISME Journal.
Jan Olsson