Solo unos pocos taxones bacterianos que se encuentran en los ecosistemas de todo el planeta son responsables de más de la mitad del ciclo del carbono en los suelos. Estos nuevos hallazgos, realizados por investigadores de la Universidad del Norte de Arizona y publicados en Comunicaciones de la naturaleza esta semana, sugiera que a pesar de la diversidad de taxones microbianos encontrados en suelos silvestres recolectados de cuatro ecosistemas diferentes, solo de tres a seis grupos de bacterias comunes entre estos ecosistemas fueron responsables de la mayor parte del uso de carbono que ocurrió.
El suelo contiene el doble de carbono que toda la vegetación de la tierra, por lo que se predice cómo se almacena el carbono en el suelo y se libera como CO 2 es un cálculo fundamental para comprender la dinámica climática futura. El equipo de investigación, que incluyó a científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, la Universidad de Massachusetts-Amherst y la Universidad de West Virginia, se pregunta cómo deberían ser esos procesos bacterianos clave.contabilizados en el sistema terrestre y los modelos climáticos.
"Descubrimos que el ciclo del carbono está realmente controlado por unos pocos grupos de bacterias comunes", dijo Bram Stone, investigador postdoctoral en el Centro de Ciencia y Sociedad de Ecosistemas de la Universidad del Norte de Arizona que dirigió el estudio. "La era de la secuenciación ha dado resultado.una visión increíble de cuán diverso es el mundo microbiano ", dijo Stone, quien ahora se encuentra en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico." Pero nuestros datos sugieren que cuando se trata de funciones importantes como la respiración del suelo, puede haber mucha redundancia incorporada en el suelocomunidad. Son unos pocos actores comunes y abundantes los que están marcando la mayor diferencia ".
Esas bacterias - Bradyrhizobium , las Acidobacterias RB41 y Streptomyces - fueron mejores que sus contrapartes más raras en el uso tanto del carbono del suelo existente como de los nutrientes agregados al suelo. Cuando se agregaron carbono y nitrógeno, estos linajes de bacterias ya dominantes consolidaron su control de los nutrientes, engullendo más y creciendo más rápido en relación conotros taxones presentes. Aunque los investigadores identificaron miles de organismos únicos y cientos de géneros distintos o colecciones de especies por ejemplo, el género Canis incluye lobos, coyotes y perros, solo seis fueron necesarios para representar más del 50 por cientodel uso de carbono, y solo tres fueron responsables de más de la mitad del uso de carbono en el suelo impulsado por nutrientes.
Usando agua marcada con isótopos especiales de oxígeno, Stone y su equipo secuenciaron el ADN que se encuentra en muestras de suelo, siguiendo los isótopos de oxígeno para ver qué taxones lo incorporaron a su ADN, una señal que indica crecimiento. Esta técnica, llamada sondeo cuantitativo de isótopos establesqSIP, permite a los científicos rastrear qué bacterias crecen en suelos silvestres a nivel de taxones individuales. Luego, el equipo tuvo en cuenta la abundancia de cada taxón y modeló la eficiencia con la que las bacterias consumen carbono del suelo. El modelo que incluyó especificidad taxonómica, tamaño del genoma, y el crecimiento predijo el CO medido 2 se publica con mucha más precisión que los modelos que solo observaban qué tan abundante era cada grupo bacteriano. También mostró que solo unos pocos taxones producían la mayor parte del CO 2 que observaron los investigadores.
"Una mejor comprensión de cómo los organismos individuales contribuyen al ciclo del carbono tiene implicaciones importantes para la gestión de la fertilidad del suelo y la reducción de la incertidumbre en las proyecciones del cambio climático", dijo Kirsten Hofmockel, líder del equipo científico de microbioma en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico y coautora del estudio."Esta investigación separa la diversidad taxonómica y funcional de los microorganismos del suelo y nos pide que consideremos la biodiversidad de una manera nueva".
"Los datos demográficos microbianos que revela esta técnica nos permiten hacer preguntas más matizadas", dijo Stone. "Donde solíamos caracterizar una comunidad microbiana por su función dominante, la forma en que se informa que todo un estado ha votado 'por'o 'en contra' de una propuesta de votación, ahora, con qSIP, podemos ver quién está impulsando ese patrón más amplio, los 'resultados de las elecciones', si se quiere, a nivel de vecindarios microbianos individuales, cuadras de la ciudad.
"De esta manera, podemos comenzar a identificar qué organismos del suelo están desempeñando funciones importantes, como el secuestro de carbono, y estudiarlos más de cerca".
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Materiales proporcionado por Universidad del Norte de Arizona . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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