Descubrir cómo los microbios del suelo procesan el carbono e interactúan con la atmósfera bajo estrés ambiental ayuda a los científicos a predecir y respaldar cómo se adaptarán los ecosistemas ante el aumento de las temperaturas y la sequía prolongada.
Arizona, Estados Unidos | Universidad de Arizona | Todo El Campo | Los microbios están haciendo muchas cosas debajo de la superficie del suelo que no se pueden ver a simple vista, desde el secuestro de carbono hasta la construcción de los cimientos de la corteza terrestre. Pero incluso los microbios más pequeños están sintiendo el estrés de un futuro más cálido y seco.
Según un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Arizona, publicado en Nature Microbiology (*), los microbios del suelo liberan más compuestos orgánicos volátiles a la atmósfera en respuesta al estrés por sequía.
El estudio es solo una parte del proyecto B2 Water, Atmosphere, and Life Dynamics, que reunió a más de 90 investigadores de todo el mundo en la selva tropical cerrada de la Universidad de Arizona en Biosfera 2 para realizar un experimento de sequía controlada y comprender mejor lo que sucede con los ecosistemas del mundo cuando el agua es escasa.
Descubrir cómo los microbios del suelo procesan el carbono e interactúan con la atmósfera bajo estrés ambiental ayuda a los científicos a predecir y respaldar cómo se adaptarán los ecosistemas ante el aumento de las temperaturas y la sequía prolongada.
¿QUÉ ES LA VOLATILIDAD?
Cuando la mayoría de las personas piensan en compuestos orgánicos volátiles, piensan en aerosoles, que pueden contribuir al calentamiento y tener impactos negativos en la calidad del aire, pero el término «volátil» simplemente se refiere a la facilidad con la que un producto químico o compuesto puede cambiar de una fase líquida a una gaseosa, explicó la autora principal del estudio, Linnea Honeker, investigadora postdoctoral que trabajó con el profesor asociado de ciencias ambientales Malak Tfaily en el Reino Unido, Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida durante el proyecto B2 WALD.
Muchos compuestos orgánicos volátiles se producen naturalmente y se liberan en nuestro aliento, desde los árboles o por los microbios que viven en el suelo. Los microbios consumen carbono de forma natural como parte de su ciclo de vida y, a su vez, producen metabolitos volátiles.
Como parte del proyecto B2 WALD, dirigido por Laura Meredith, profesora asociada y experta en genómica de ecosistemas en la Escuela de Recursos Naturales y Medio Ambiente, Honeker y un equipo de científicos internacionales del suelo y la atmósfera utilizaron un isótopo de carbono marcado para rastrear el movimiento del carbono y el agua en todo el ecosistema de la selva tropical durante el experimento de sequía simulada. Utilizando cámaras de flujo del suelo, el equipo pudo medir el consumo y la liberación de compuestos orgánicos volátiles en el suelo.
MENOS CO2, MÁS COV.
Mientras que los microbios trabajaban para descomponer los compuestos orgánicos volátiles producidos en los suelos durante las condiciones ambientales o previas a la sequía, estos mismos microbios parecían aumentar la producción y disminuir el consumo de metabolitos volátiles bajo estrés por sequía.
“Lo que encontramos es que la producción microbiana de CO2 disminuyó durante la sequía, pero hubo un aumento neto de las emisiones de los metabolitos volátiles acetato, acetona y diacetilo”, dijo Honeker, quien recientemente aceptó un puesto postdoctoral en bioinformática del microbioma del suelo en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.
En general, el estudio reveló que la eficiencia del ciclo del carbono del suelo disminuyó durante la sequía, y eso puede ser el resultado de que los microbios desvíen más de sus recursos a la producción de compuestos orgánicos volátiles y otros compuestos protectores para ayudarse a mantenerse durante la sequía, dijo.
Todavía no está claro qué papel específico desempeñan los compuestos orgánicos volátiles encontrados en el estudio en la dinámica suelo-atmósfera, pero los hallazgos son un paso importante hacia la comprensión de cómo los microbios pequeños pero poderosos debajo de la superficie responden al estrés ambiental.
“Estos resultados nos acercan un paso más a la comprensión de cómo las sequías, que se espera que aumenten en frecuencia y duración, pueden afectar el ciclo microbiano del carbono en el suelo, lo que, a su vez, puede tener impactos a gran escala en los servicios ecosistémicos e incluso en los procesos atmosféricos”, dijo Honeker.
(*) Artículo publicado en la revista científica Nature Microbiology: La sequía redirige el metabolismo microbiano del carbono del suelo hacia la emisión de metabolitos volátiles en una selva tropical artificial | Nature Microbiology
Artículo de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida de la Universidad de Arizona.
Foto de Laura Meredith de la selva tropical cerrada en Biosfera 2 que es donde se lleva a cabo el experimento que generó el presente artículo.
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