Revenim la intrările de pe blog vorbind despre un aspect la fel de important pe cât de necunoscut publicului larg, cum ar fi biodiversitatea microbiană pe care o adăpostesc solurile din zonele aride. Rezumăm în acest post investigații recente care aruncă lumină asupra biodiversității care se ascunde sub picioarele noastre, modul în care imensa varietate de specii care trăiesc în sol sunt „împărțite” și care sperăm să fie răspunsurile lor la schimbările climatice.

Solul, o componentă fundamentală și necunoscută a ecosistemelor terestre, nu numai că susține (aproape) toate activitățile noastre și este locul în care se produc 95% din toate alimentele lumii, dar este, de asemenea, un rezervor incredibil de biodiversitate. Se estimează că o lingură de sol găzduiește mai multe organisme decât ființele umane populează planeta noastră, o biodiversitate „ascunsă” printre care vom găsi mii de specii de bacterii, ciuperci, arhee, nematode, protiști, artropode.

Biodiversitatea edafică este de o importanță vitală pentru susținerea vieții pe planeta noastră. Astfel, bacteriile și ciupercile din sol ne oferă unele dintre cele mai importante servicii ecosistemice furnizate de ecosistemele terestre. Aceste microorganisme joacă un rol cheie ca descompunători de materie organică în ecosistemele naturale și agricole, controlând astfel un proces esențial pentru menținerea fertilității solului, care este la rândul său esențial pentru a produce alimente, care reglează și capacitatea solului. pentru CO2 pe care îl emitem în atmosferă odată cu arderea combustibililor fosili. Ciupercile care trăiesc în sol sunt importante și pentru noi pentru valoarea lor gastronomică, dau naștere la ciupercile și drojdiile cunoscute și apreciate - un tip de ciupercă - controlează fermentația pâinii, vinului și berii, economică - unele specii ajută plantele să capteze apă și substanțe nutritive și altele sunt dăunători agricoli importanți și medicali - sunt o sursă de antibiotice la fel de importante ca penicilina-.

Datorită omniprezenței și importanței sale, pentru a înțelege mai bine consecințele schimbărilor climatice și a stabili măsuri eficiente de adaptare și atenuare, este esențial să cunoaștem efectele pe care le vor avea creșterile de temperatură și modificările modelelor de precipitații asupra bacteriilor și ciupercilor din sol. în procesele ecosistemice care depind de aceste organisme.

În ciuda importanței bacteriilor și ciupercilor din sol, cunoștințele despre distribuția și ecologia acestor microorganisme sunt încă rare, unul dintre factorii responsabili pentru aceasta fiind diversitatea lor ridicată și dificultățile asociate cu identificarea și studiul lor. În ciuda acestor dificultăți, progresele realizate în tehnicile de secvențiere genomică și în studiul ADN-ului ne-au permis să începem să deschidem puțin această „cutie neagră” care până foarte recent a fost biodiversitatea microbiană a solului.

În acest studiu publicat în 2015 folosim datele și eșantioanele din eșantionarea globală efectuată în cadrul proiectului BIOCOM, descris în această intrare Arida Cutis, constatând că creșterea aridității scade abundența și diversitatea bacteriilor și ciupercilor din sol zone aride. Creșterea aridității determină o scădere a acoperirii vegetale și, prin urmare, intrarea carbonului în ecosisteme. Am observat că tocmai această scădere a conținutului de carbon organic din sol este unul dintre principalii factori determinanți ai scăderii abundenței și diversității bacteriilor și ciupercilor observată odată cu creșterea aridității, deoarece aceste organisme folosesc acest carbon ca sursă de energie (Figura 1).

solurilor

figura 1. Posibile mecanisme care stau la baza scăderii diversității și abundenței bacteriilor și ciupercilor din sol observate odată cu creșterea aridității în zonele aride ale planetei. Figura preluată din Maestre (2016). Cercetare și știință 480: 12-14

Rezultate precum cele descrise în paragraful anterior au implicații importante pentru înțelegerea modului în care microorganismele solului vor răspunde la schimbările climatice, care se va caracteriza printr-o creștere generală a aridității în zonele aride ale planetei noastre. Astfel, aceste rezultate sugerează că creșterea aridității prevăzută până la sfârșitul secolului al XXI-lea va reduce abundența și diversitatea comunităților microbiene ale solului în zonele aride la nivel global, ceea ce poate afecta negativ capacitatea acestor ecosisteme de a furniza servicii ecosistemice. menținerea fertilității solului, sunt un suport de bază pentru bunăstarea și dezvoltarea noastră și care sunt pozitiv legate de diversitatea bacteriilor și ciupercilor din sol, așa cum am arătat în acest alt studiu ulterior.

Folosind o eșantionare efectuată în peste 230 de ecosisteme de pe toate continentele, inclusiv din zonele deșertice până la pădurile tropicale sau ecosistemele polare, caracterizăm populațiile de ciuperci și bacterii care locuiesc în solurile întregii planete. Am găsit un rezultat foarte interesant, și anume că pentru ambele grupuri, aproximativ 500 (bacterii) și 80 (ciuperci) specii (mai puțin de 2% și 0,1% din speciile de bacterii și respectiv ciuperci găsite) cuprind aproximativ 50% și 20 % din populațiile de bacterii și ciuperci din solurile studiate. Aceste rezultate urmează un model foarte similar cu cel observat la distribuirea bogăției în societatea noastră: câțiva oameni concentrează cea mai mare parte a bogăției existente pe pământ. Modele similare au fost observate și în alte organisme, cum ar fi copacii din pădurea tropicală amazoniană. Având în vedere modul în care „abundența” este distribuită între diferitele specii în aproape toate comunitățile ecologice în care se pune ochiul (dominată de o mână de specii foarte abundente și de o mulțime de specii „rare” cu foarte puțini indivizi în comunitate), este destul de probabil să fie un model universal.

Împreună cu caracterizarea speciilor de bacterii și ciuperci dominante, am studiat afinitatea bacteriilor și ciupercilor din sol pentru anumite caracteristici ale solului și ale climei, ceea ce ne-a permis să dezvoltăm primele atlasuri globale ale bacteriilor și ciupercilor dominante din sol (Figura a doua). Aceste atlasuri sunt un bun exemplu de modul în care se pot prevedea grupuri de microorganisme dominante din sol folosind informațiile de mediu, ceea ce reprezintă un pas important înainte în dezvoltarea hărților de distribuție a acestor organisme la nivel global și în înțelegerea modului în care schimbările climatice vor afecta distribuția lor în viitor. Anterior, aceasta era considerată o sarcină practic imposibilă datorită diversității imense a acestor organisme din sol și a omniprezentelor lor aparente.

Figura 2. Exemplu de atlas de distribuție a unei bacterii dominante din sol (Bradyrhizobium sp.). Figura realizată (și oferită cu amabilitate) de Manuel Delgado-Baquerizo.

De asemenea, folosim analiza întregului genom pentru a înțelege mai bine caracteristicile microorganismelor dominante și de ce sunt atât de dominante în solurile lumii. Astfel, de exemplu, când am studiat mai detaliat caracteristicile ciupercilor dominante, am constatat că acestea includ aspecte precum capacitatea lor de a fi dispersate pe distanțe mari de vânt și având numeroase gene asociate cu capacitatea de a rezista condițiilor. condiții și captarea resurselor precum nutrienții.

Mai avem un drum lung de parcurs pentru a descoperi toate secretele pe care le ascunde biodiversitatea solurilor noastre, importanța sa pentru bunăstarea noastră sau răspunsul la schimbările de mediu. Dar, încetul cu încetul, acest lucru devine din ce în ce mai puțin necunoscut și avem încredere că acesta este, de asemenea, din ce în ce mai apreciat de societate.