Le tomó más de media hora conducir desde la Universidad de Oklahoma hasta la interminable pradera. En 2009, Zhou Jizhong, profesor de la Universidad de Oklahoma en Estados Unidos, construyó aquí una estación experimental para recolectar muestras de suelo cada año para detectar microorganismos, formando un estudio de secuencia a largo plazo.
El 23 de febrero, el equipo de investigación de Zhou Jizhong publicó un artículo en Nature Climate Change afirmando que el calentamiento climático puede hacer que la red ecológica microbiana del suelo sea más estable. Puede parecer una buena noticia, pero los investigadores dicen que el problema no es tan simple.
Cada vez hace más calor y los microorganismos se hacen más fuertes.
Los impactos del cambio climático son generalizados y de gran alcance. Se han realizado muchos estudios sobre cómo el calentamiento global afecta la supervivencia de animales, plantas y humanos. Pero ¿qué pasa con los microbios? La comprensión de esto por parte de la gente todavía es relativamente escasa.
"Esto se debe en gran medida a la falta de tecnología". Guo Xue, primer autor del artículo e investigador asistente en la Universidad de Tsinghua, dijo a China Science News: "Desde 2010, la tecnología metagenómica ha ido evolucionando gradualmente. la gente tenía métodos efectivos para estudiar las comunidades microbianas".
Cuando Zhou se centró en establecer la estación experimental en 2009, se dio cuenta de que esta tecnología se desarrollaría y desarrollaría en los próximos años. Sabía que era hora de hacer una crónica de los microbios del suelo aquí.
Los investigadores establecieron 24 parcelas calentadas artificialmente en la parcela y 24 parcelas de temperatura normal como controles. La muestra calentada se calienta continuamente mediante una lámpara de infrarrojos. Durante los cinco años comprendidos entre 2010 y 2014, la temperatura del suelo en la parcela calentada siguió aumentando y estudiaron los cambios en la red ecológica microbiana en las muestras de suelo año tras año.
"La red ecológica se refiere a la compleja relación entre organismos en un determinado entorno de cooperación y oposición, incluyendo depredación, parasitismo, competencia y * * * vida". Yuan, postdoctorado en la Universidad de Berkeley, explicó a China Science News: "En cuanto a los microorganismos, no podemos observar directamente sus interacciones funcionalmente complejas, por lo que utilizamos de manera innovadora simulaciones de datos para construir redes de interacción entre especies microbianas". p>Entonces, ¿cómo afecta la temperatura a la complejidad y estabilidad de las redes ecológicas microbianas? Antes del estudio, los investigadores tenían dos hipótesis: por un lado, según la teoría de la ecología metabólica, los organismos crecen más rápido y más activamente a temperaturas más altas, y las interacciones entre ellos serán más estrechas, de lo que se deduce que el calentamiento aumentará la complejidad de las combinaciones de especies hacen que las redes ecológicas sean más estables; por otro lado, según la comprensión que tiene la gente sobre el calentamiento climático, el calentamiento tendrá un impacto devastador en algunas especies, por lo que las redes ecológicas microbianas también pueden debilitarse o incluso colapsar.
Después de cinco años de investigación y análisis continuos, descubrieron que la red ecológica microbiana en las muestras calentadas se volvió más compleja y estable que el grupo de control.
"Como entendemos generalmente, el calentamiento climático está reduciendo la biodiversidad y dañando la estabilidad y el funcionamiento de los ecosistemas. Pero este estudio muestra que al menos los microbios del suelo aquí se están desempeñando mejor frente a los cambios ambientales. Tiene una fuerte capacidad de amortiguamiento y adaptabilidad, lo que puede tener cierto efecto positivo en el mantenimiento de la función del ecosistema de pastizales", afirmó Zhou Ji.
La “flora” invisible es muy prometedora.
Desde una perspectiva humana, los microorganismos parecen ser "actores secundarios" naturales. Rara vez nos damos cuenta del gran papel que desempeñan estas innumerables e invisibles pequeñas vidas.
Sin embargo, la ecología microbiana, que ha acelerado su desarrollo en los últimos años, cree que los microorganismos pueden ser las poderosas "colonias" en las que debemos confiar cuando lidiamos con varios "efectos secundarios" del calentamiento global.
Un artículo de revisión publicado en Science en 2020 señaló que en muchas partes del mundo, la frecuencia y duración de las sequías están aumentando, y la presencia de microorganismos de las raíces puede mejorar en gran medida la resistencia de las plantas a la sequía. , ayudando a aumentar el rendimiento de los cultivos. Los autores sugieren: "Es necesario combinar la ecología con enfoques vegetales, microbianos y moleculares como clave para hacer que la producción de cultivos sea más resiliente a los climas futuros.
”
“Proteger las interacciones entre microorganismos puede ser importante para reducir la pérdida de biodiversidad y el deterioro de la función de los ecosistemas debido al calentamiento climático. Zhou Jizhong dijo: "De hecho, los científicos ahora tienen algunos métodos, como agregar microorganismos beneficiosos al suelo, para aumentar la tasa de crecimiento y la resistencia de las plantas y compensar la reducción en los rendimientos causada por el cambio climático". "
¿Estamos demasiado preocupados por el calentamiento climático?
"En un mundo más cálido, las funciones ecosistémicas relacionadas pueden no ser tan frágiles". El artículo del equipo de Zhou Jizhong dice:
Esta parece ser una conclusión optimista. ¿Estamos demasiado preocupados por el impacto del calentamiento global en la vida en la Tierra?
En primer lugar, el problema es más complicado de lo esperado, esto es simplemente. un experimento de localización en un área, y se necesita más investigación en la medida en que sea aplicable a otros ecosistemas.
Un artículo publicado en "Global Change Biology" se señala que en condiciones de. Debido al calentamiento climático y la sequía, los microorganismos del suelo de las praderas alpinas de la meseta tibetana se han vuelto "perezosos e ineficientes": sus funciones como "descomponedores" y "contribuyentes" se han reducido significativamente. Es interesante leer dos artículos juntos. "Yuan dijo: "Las áreas que estudiamos (las llanuras centrales de los Estados Unidos y la meseta tibetana), los objetos de estudio (microorganismos del suelo de la superficie y microorganismos del suelo del fondo) y el enfoque de la investigación (red ecológica microbiana y funciones microbianas). ) son todos diferentes. Los efectos microbianos obtenidos sobre las conclusiones sobre las respuestas al calentamiento climático también varían ampliamente. Esto ilustra que se trata de un área de investigación muy compleja sobre la que sabemos muy poco. ”
“Lo que más me impresionó de este estudio es la gran adaptabilidad de los microorganismos. "Guo Xue dijo:" De hecho, el clima de la Tierra ha estado cambiando y siempre habrá algunos organismos que podrán adaptarse al nuevo entorno y eventualmente formar nuevas comunidades biológicas. ”
En la muestra de tierra que estudiaron y que se calienta continuamente, la vegetación continúa evolucionando y cada vez más plantas se adaptan a las altas temperaturas. Los topos prefieren cada vez más cavar hoyos y construir nidos aquí, descubrieron en 2018. un tipo de cactus por primera vez. Al mismo tiempo, el trabajo de los experimentadores se hizo cada vez más duro y la frecuencia de los golpes de calor se hizo cada vez más frecuente.
"La tierra no necesita ser. "Salvar, lo que los humanos necesitan salvar es a ellos mismos". Guo Xue dijo: "Incluso los microorganismos están tratando de adaptarse al cambio climático, y nosotros, los humanos, debemos tomar medidas y responder activamente. ”
Información del artículo relacionado:
https://doi.org/10.1038/s 41558-021-00989-9
https://doi. org/10.1126/science . aaz 5192
https://doi org/10.111/gcb 15541
Noticias científicas de China (2021-02-25, edición 1)