Un único factor disruptivo rara vez aparece de forma aislada. Por lo general, varios de ellos, como los extremos climáticos, el estrés ambiental o la presencia de plagas, actúan juntos dando lugar a cambios complejos en los sistemas ecológicos. Sin embargo, en estudios científicos, perturbaciones individualesy sus efectos en plantas, animales o bacterias a menudo solo se consideran de forma aislada. "Otro problema es el 'o'. Si, por ejemplo, solo se investigan las plantas, se descuidan los efectos directos e indirectos dentro de la red alimentaria, cuando estos podríansea muy serio ", dice el Dr. Antonis Chatzinotas, microbiólogo ambiental de UFZ, quien dirigió el estudio.
Para comprender mejor los efectos complejos que las perturbaciones tienen en los sistemas ecológicos, los investigadores han desarrollado un ecosistema simple en forma de una red alimentaria microbiana. El beneficio de esto es que los microbios crecen rápidamente, tienen tiempos de generación cortos, son fáciles de monitorear, y las perturbaciones son simples de simular experimentalmente. El ecosistema modelo consistió en un medio de cultivo nutrientes, cuatro cepas diferentes de bacterias presas y un ciliado depredador que se alimenta de bacterias. Estos mini ecosistemas fueron sometidos a diferentes eventos de perturbaciónen varios arreglos experimentales. Una perturbación tomó la forma de diferentes diluciones, lo que resultó en una reducción en el número de individuos. "Las diluciones simularon eventos de perturbación de diferentes potencias que ocurrieron de manera fuerte y repentina o constante a baja intensidad", explica Canan Karakoç, Candidato a doctorado de la UFZ y autor principal del estudio. Otro tipo de trastorno fue la escasez de alimentos. Aquí, en un acuerdo, el suministro de alimentos para la bacteria se cortó abruptamente, mientras que en otro se redujo gradualmente.Luego, el equipo investigador investigó qué efectos tuvo el tipo de perturbación en la cantidad de bacterias y cómo y si las comunidades de bacterias cambiaron como resultado.Esto también implicaba examinar el efecto de la presencia o ausencia de depredadores.
En experimentos realizados sin depredadores, las bacterias se vieron afectadas levemente por las perturbaciones y el sistema se recuperó rápidamente después de los eventos de perturbación. Por el contrario, el ecosistema modelo con los ciliados presentes, respondió sensiblemente a las perturbaciones ". Al principio, esto condujoa una fuerte caída en el número de ciliados. Como resultado, la bacteria se benefició más tarde, ya que menos depredadores significaron una menor presión de depredación. Habiendo sobrevivido a la perturbación, el número de bacterias también podría volver a crecer rápidamente, incluso a un mayor número que antes ".dice Karakoç. La abundancia relativa dentro de la comunidad bacteriana también había cambiado. En primer lugar, en particular, aquellas bacterias que podían manejarse con la pequeña cantidad restante de nutrientes, o que normalmente son los alimentos preferidos de los depredadores, crecieron bien ".ecosistema, un desarrollo de este tipo podría significar que, por ejemplo, las plagas se multiplicarán repentinamente después de una perturbación, si no son controladas porlos depredadores ", dice Chatzinotas."Tales interacciones tróficas son inmensamente importantes para el funcionamiento de un sistema ecológico y, por lo tanto, deberían tenerse cada vez más en cuenta en futuros estudios".
Sin embargo, no solo las interacciones dentro de la red alimentaria son importantes: también es importante el factor tiempo. Para determinar qué efectos son a largo plazo y cuáles son de naturaleza a corto plazo, los investigadores estudiaron los diversos procedimientos experimentales en los períodos anteriores, durante y después de los eventos de perturbación en cada caso. Esto demostró que el número de bacterias se reestabilizó rápidamente después de la perturbación, mientras que un cambio en la comunidad bacteriana fue normalmente un proceso a largo plazo ". La estabilidad y la recuperación después de los eventos de perturbación también son temas importantes", dice Karakoç." Por lo tanto, es esencial hacer estas observaciones dentro del contexto de las series temporales. "En los estudios de campo, las series temporales solo pueden realizarse con un alto nivel de esfuerzo. Los sistemas microbianos tienen la ventaja de poder proporcionar respuestasa problemas ecológicos a pequeña escala, y relativamente rápido. "Los resultados de nuestro estudio no pueden, por supuesto, simplemente transferirse de forma individual a los ecosistemas de la vida real".dice Chatzinotas."Lo que sí muestran, sin embargo, es la forma compleja en que incluso los ecosistemas más simples responden a las perturbaciones, y ayudan a revelar mecanismos fundamentales que deben tenerse en cuenta cada vez más en el contexto del cambio global en la investigación de los ecosistemas".En futuros estudios, los investigadores de UFZ aumentarán gradualmente la complejidad de los modelos de ecosistemas y los extenderán en términos de los servicios microbianos proporcionados, como la degradación de sustancias tóxicas.
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Materiales proporcionado por Centro Helmholtz de Investigación Ambiental - UFZ . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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