Les comunitats de microorganismes de sòls mediterranis són molt resistents al canvi climàtic

Les dels microorganismes del sòl estan entre les comunitats més diverses del planeta. En 0,5 g de sòl es poden trobar 4000 espècies diferents.

Investigadors del Museu Nacional de Ciències Naturals (MNCN-CSIC) i del CREAF han participat en un estudi que demostra la capacitat d'adaptació de les comunitats microbianes del sòl al canvi climàtic. Així mateix, han posat les bases per començar la seva classificació ecològica. Aquestes comunitats tenen un paper clau en les emissions a l'atmosfera de diòxid de carboni (CO2), el gas que més contribueix a l'efecte hivernacle, ja que la seva respiració produeix, aproximadament, cinc vegades més CO2 que totes les activitats humanes juntes.

Les comunitats de microorganismes del sòl, formades principalment per bacteris i fongs, són a més imprescindibles per al funcionament dels ecosistemes terrestres ja que proveeixen les plantes de nutrients i juguen un paper clau en la seva protecció contra els atacs de patògens.

 "És urgent entendre l'ecologia i la sensibilitat al canvi climàtic de les comunitats microbianes del sòl perquè petits canvis en el seu funcionament i metabolisme poden traduir en enormes quantitats de CO2 emeses a l'atmosfera amb conseqüències desconegudes per al clima i el funcionament de la vida ".

"Aquestes comunitats tenen una sorprenent capacitat d'adaptació davant canvis com els que pot oferir l'actual escenari" explica Jorge Curiel, investigador de l'MNCN. "Amb aquesta investigació hem descobert que les comunitats de microorganismes de sòls mediterranis són molt resilients al canvi climàtic, és a dir, són capaços de sobreviure davant de canvis com les sequeres sense alterar significativament la seva estructura i tornar al seu estat funcional original una vegada que es restableixen les condicions ambientals òptimes ", continua Curiel.

L'estudi, publicat en dos articles de les revistes Soil Biology and Biochemistry i FEMS Microbiology Ecology, mostra els resultats obtinguts de l'anàlisi de la diversitat taxonòmica (classificació de les espècies), l'ecologia i el funcionament de les comunitats bacterianes dels sòls d'un alzinar mediterrani costaner a les muntanyes de Prades (bosc de Poblet, Tarragona). Allà, els investigadors han fet experiments simulant major aridesa a llarg termini mitjançant l'exclusió de pluja en parcel·les determinades durant 10 anys consecutius. Els estudis mostren l'enorme diversitat bacteriana dels sòls mediterranis que arriben a tenir fins a 3000 filotips o espècies de bacteris i més d'un miler de filotips de fongs en ​​tan sols mig gram de sòl.

Mitjançant la piroseqüenciació, una nova tècnica de seqüenciació massiva d'ADN, han comprovat l'estabilitat taxonòmica i funcional d'aquestes comunitats tot i la sequera crònica a la qual han estat sotmeses durant 10 anys.

"Aquests resultats suggereixen que el procés històric de selecció natural, sota les condicions de sequera de la conca mediterrània, els ha fet capaços de mantenir la seva estructura i funcions davant escenaris de major sequera com els esperats per al clima futur", afegeix Curiel.

Les dades obtingudes també obren noves possibilitats de classificació ecològica d'aquestes comunitats, el que pot facilitar la seva caracterització funcional en els ecosistemes. "Les observacions suggereixen que les comunitats microbianes no estan subjectes als mateixos criteris de classificació ecològica que es poden aplicar per al món macro, on l'evolució de les relacions de parentiu al llarg de la història ha anat estretament lligada a la diferenciació funcional i la colonització de nous hàbitats o nínxols. Al contrari, els curts temps de generació i l'enorme capacitat per mutar i adquirir nous gens mitjançant la transferència horitzontal fan que els microorganismes del sòl tinguin una capacitat de colonització de nínxols desconeguda al món macroscòpic ", comenta Jorge Curiel.

Aquesta capacitat dificulta trobar una relació clara entre l'origen filogenètic i l'ecologia d'aquests organismes. Per això els investigadors destaquen la necessitat de desenvolupar nous marcs de classificació ecològica pel món microscòpic diferents dels desenvolupats per al regne animal.

En l'estudi també han participat la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), i de l'Estació Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC).

Curiel Yuste J., Fernández-González A.J., Fernández-López M., Ogaya R., Peñuelas J. y Lloret F.. (2014) Functional diversification within bacterial lineages promotes wide functional overlapping between taxonomic groups in a Mediterranean forest soil. FEMS Microbiol Ecol. DOI: 10.1111/1574-6941.12373

Curiel Yuste J, Fernández-González AJ, Fernández-López M, Ogaya R, Peñuelas J, Sardans J & Lloret F (2014) Strong functional stability of soil microbial communities under semiarid Mediterranean conditions and subjected to long-term shifts in baseline precipitation.Soil Biology and Biochemistry: 69: 223-233.