Връщаме се към записите в блога, като говорим за толкова важен аспект, колкото и непознат за широката общественост, като микробното биоразнообразие, което почвите на сухите зони обитават. В тази публикация обобщаваме неотдавнашни изследвания, които хвърлят светлина върху биоразнообразието, което се крие под краката ни, как огромното разнообразие от видове, живеещи в почвата, се „споделят“ и какви се надяваме да бъдат отговорите им на изменението на климата. Ние са потопени

Почвата, основен и непознат компонент на сухоземните екосистеми, не само поддържа (почти) всички наши дейности и е мястото, където се произвеждат 95% от цялата храна в света, но е и невероятен резервоар на биологичното разнообразие. Смята се, че една супена лъжица почва съдържа повече организми от човешките същества, населяващи нашата планета, „скрито“ биоразнообразие, сред което ще открием хиляди видове бактерии, гъби, археи, нематоди, протести, членестоноги.

Едафичното биоразнообразие е от жизненоважно значение за поддържането на живота на нашата планета. По този начин почвените бактерии и гъбички ни предоставят някои от най-важните екосистемни услуги, предоставяни от наземните екосистеми. Тези микроорганизми играят ключова роля като разлагащи органични вещества в естествените и селскостопанските екосистеми, като по този начин контролират съществен процес за поддържане на плодородието на почвата, който от своя страна е от съществено значение за производството на храна, която също регулира капацитета на почвата. за CO2, който отделяме в атмосферата с изгарянето на изкопаеми горива. Гъбите, които живеят в почвата, са важни за нас и заради тяхната гастрономическа стойност, те пораждат добре познатите и ценени гъби и дрожди - вид гъби - контролират ферментацията на хляб, вино и бира, икономически - някои видове Те помагат на растенията да улавят вода и хранителни вещества, а други са важни вредители в селското стопанство - и медицински - те са източник на толкова важни антибиотици, колкото пеницилина-.

Поради своята повсеместност и значение, за да се разберат по-добре последиците от изменението на климата и да се установят ефективни мерки за адаптиране и смекчаване, е важно да се знаят ефектите, които повишаването на температурата и промените в моделите на валежите ще имат върху почвените бактерии и гъбички. в екосистемните процеси, които зависят от тези организми.

Въпреки важността на почвените бактерии и гъбички, знанията за разпространението и екологията на тези микроорганизми все още са оскъдни, един от факторите, отговорни за това, е тяхното голямо разнообразие и трудностите, свързани с тяхното идентифициране и изследване. Въпреки тези трудности, напредъкът в техниките за геномно секвениране и в изследването на ДНК ни позволи да започнем да отваряме малко тази „черна кутия“, която до съвсем скоро беше микробното биоразнообразие на почвата.

В това проучване, публикувано през 2015 г., използваме данните и пробите от глобалното вземане на проби, проведено в рамките на проекта BIOCOM, описан в тази статия от Арида Кутис, установявайки, че увеличаването на безводността намалява изобилието и разнообразието на почвените бактерии и гъби в сухи зони. Увеличаването на безводността причинява намаляване на растителната покривка и следователно навлизането на въглерод в екосистемите. Забелязахме, че именно това намаляване на съдържанието на органичен въглерод в почвата е един от основните фактори, определящи намаляването на изобилието и разнообразието на бактерии и гъби, наблюдавани с увеличаването на безводността, тъй като тези организми използват този въглерод като източник на енергия (Фигура 1).

сухи

Фигура 1. Възможни механизми зад намаляването на разнообразието и изобилието на почвени бактерии и гъби, наблюдавани с увеличаването на безводността в сухите райони на планетата. Фигура взета от Maestre (2016). Научни изследвания и наука 480: 12-14

Резултати като тези, описани в предишния параграф, имат важно значение за разбирането на това как почвените микроорганизми ще реагират на изменението на климата, което ще се характеризира с общо нарастване на безводността в сухите райони на нашата планета. По този начин тези резултати предполагат, че увеличаването на безводността, предсказано до края на 21-ви век, ще намали изобилието и разнообразието на почвените микробни съобщества в сухи зони на глобално ниво, което може да повлияе отрицателно на способността на тези екосистеми да предоставят екосистемни услуги. които, подобно на поддържането на почвеното плодородие, са основна подкрепа за нашето благосъстояние и развитие и които са положително свързани с разнообразието от бактерии и гъбички в почвата, както показваме в това друго следващо проучване.

Използвайки вземане на проби в повече от 230 екосистеми на всички континенти, включително от пустинни райони до тропически гори или полярни екосистеми, ние характеризираме популациите от гъби и бактерии, които обитават почвите на цялата планета. Открихме много интересен резултат и това е, че и за двете групи около 500 (бактерии) и 80 (гъби) видове (съответно по-малко от 2% и 0,1% от откритите видове бактерии и гъби) включват около 50% и 20 % от популациите на бактерии и гъби в изследваните почви. Тези резултати следват модел, много подобен на този, наблюдаван при разпределението на богатството в нашето общество: няколко души концентрират по-голямата част от съществуващото богатство на земята. Подобни модели са наблюдавани и при други организми, като дървета в тропическите гори на Амазонка. Като се има предвид как "изобилието" се разпределя между различните видове в почти всички екологични общности, в които човек насочва окото (доминиран от шепа много обилни видове и множество "редки" видове с много малко индивиди в общността), е доста вероятно да бъде универсален модел.

Заедно с характеризирането на доминиращите видове бактерии и гъби, ние изследвахме афинитета на почвените бактерии и гъби към определени почвени и климатични характеристики, което ни позволи да разработим първите глобални атласи на доминиращите почвени бактерии и гъби (Фигура две). Тези атласи са добър пример за това как да се прогнозират групи от доминиращи почвени микроорганизми, като се използва информация за околната среда, което е важна стъпка напред в разработването на карти за разпространение на тези организми на глобално ниво и разбирането как изменението на климата ще повлияе на тяхното разпространение в бъдеще. Преди това това се смяташе за практически невъзможна задача поради огромното разнообразие на тези организми в почвата и тяхното привидно повсеместно разпространение.

Фигура 2. Пример за разпределение на атласа на доминираща почвена бактерия (Bradyrhizobium sp.). Фигура, направена (и любезно заета) от Мануел Делгадо-Бакерицо.

Също така използваме анализ на целия геном, за да разберем по-добре характеристиките на доминиращите микроорганизми и защо те са толкова доминиращи в почвите по света. Така, например, при по-подробно изучаване на характеристиките на доминиращите гъби, открихме, че сред тях има аспекти като способността им да се разпръскват на дълги разстояния от вятъра и да имат многобройни гени, свързани със способността да издържат на неблагоприятни условия. условия на околната среда и улавяне на ресурси като хранителни вещества.

Все още ни предстои дълъг път, за да открием всички тайни, които крие биоразнообразието на нашите почви, значението му за нашето благосъстояние или реакцията му на промените в околната среда. Но малко по малко тя става все по-малко непозната и ние вярваме, че тя също е все по-ценена от обществото.