Ми повертаємось до записів у блозі, говорячи про такий важливий аспект, наскільки він невідомий широкій громадськості, наприклад, про мікробне біорізноманіття, яке містять ґрунти посушливих зон. У цьому дописі ми підсумовуємо нещодавні дослідження, які проливають світло на біорізноманіття, яке ховається під нашими ногами, на те, як «ділиться» величезне різноманіття видів, що живуть у ґрунті, і те, що, як ми сподіваємось, буде реагувати на зміну клімату.

Грунт, фундаментальний і невідомий компонент наземних екосистем, не тільки підтримує (майже) всю нашу діяльність і є місцем, де виробляється 95% усієї світової їжі, але й неймовірний резервуар біорізноманіття. За підрахунками, столова ложка ґрунту містить більше організмів, ніж люди, населяють нашу планету, "приховане" біорізноманіття, серед якого ми знайдемо тисячі видів бактерій, грибів, архей, нематод, протистів, членистоногих.

Едафічне біорізноманіття має життєво важливе значення для підтримки життя на нашій планеті. Таким чином, ґрунтові бактерії та гриби надають нам деякі найважливіші екосистемні послуги, що надаються наземними екосистемами. Ці мікроорганізми відіграють ключову роль як розкладачі органічної речовини в природних та сільськогосподарських екосистемах, тим самим контролюючи важливий процес підтримання родючості ґрунту, що в свою чергу є важливим для виробництва їжі, яка також регулює здатність ґрунту. раковина для CO2, який ми викидаємо в атмосферу при спалюванні викопного палива. Гриби, що живуть у ґрунті, також важливі для нас своєю гастрономічною цінністю, вони породжують добре відомі та цінуючі гриби та дріжджі - різновид гриба - контролюють бродіння хліба, вина та пива, економічні - деякі види допомагають рослинам захоплювати воду та поживні речовини та інші є важливими сільськогосподарськими шкідниками, а медичні - вони є джерелом антибіотиків, таких же важливих, як пеніцилін-.

Завдяки своїй повсюдності та важливості, щоб краще зрозуміти наслідки зміни клімату та встановити ефективні заходи адаптації та пом'якшення наслідків, важливо знати наслідки, які підвищення температури та зміни режиму опадів матимуть на ґрунтові бактерії та гриби. в екосистемних процесах, які залежать від цих організмів.

Незважаючи на важливість ґрунтових бактерій та грибів, знань про розподіл та екологію цих мікроорганізмів досі не вистачає, одним із факторів, відповідальних за це, є їх велика різноманітність та труднощі, пов'язані з їх ідентифікацією та вивченням. Незважаючи на ці труднощі, досягнення в геномних методах секвенування та у вивченні ДНК дозволили нам почати відкривати трохи цю "чорну скриньку", яка до недавнього часу була мікробним біорізноманіттям ґрунту.

У цьому дослідженні, опублікованому в 2015 році, ми використовуємо дані та зразки загальної вибірки, проведеної в рамках проекту BIOCOM, описаного в цій статті Аріда Кутіс, виявивши, що збільшення посушливості зменшує кількість і різноманітність ґрунтових бактерій та грибів посушливі зони. Збільшення посушливості викликає зменшення рослинного покриву і, отже, потрапляння вуглецю в екосистеми. Ми спостерігали, що саме це зменшення вмісту органічного вуглецю в ґрунті є однією з головних детермінант зменшення чисельності та різноманітності бактерій та грибів, що спостерігається із збільшенням посушливості, оскільки ці організми використовують цей вуглець як джерело енергії (рисунок 1).

біорізноманіття

Фігура 1. Можливі механізми зменшення різноманітності та чисельності ґрунтових бактерій та грибів, що спостерігаються із збільшенням посушливості в посушливих районах планети. Рисунок взято з Maestre (2016). Дослідження та наука 480: 12-14

Такі результати, як описані в попередньому параграфі, мають важливе значення для розуміння того, як ґрунтові мікроорганізми реагуватимуть на кліматичні зміни, які характеризуватимуться загальним збільшенням посушливості в посушливих районах нашої планети. Таким чином, ці результати говорять про те, що збільшення безводності, передбачене на кінець 21 століття, зменшить чисельність і різноманітність ґрунтових мікробних спільнот у посушливих зонах у всьому світі, що може негативно вплинути на здатність цих екосистем надавати екосистемні послуги. підтримка родючості ґрунту, є основною підтримкою нашого добробуту та розвитку, і які позитивно пов’язані з різноманітністю бактерій та грибів у ґрунті, як ми показуємо в цьому наступному дослідженні.

Використовуючи відбір проб, проведених у понад 230 екосистемах на всіх континентах, включаючи пустельні райони до тропічних лісів чи полярних екосистем, ми характеризуємо популяції грибів та бактерій, що населяють ґрунти всієї планети. Ми виявили дуже цікавий результат, який полягає в тому, що для обох груп близько 500 (бактерії) та 80 (гриби) видів (менше 2% та 0,1% видів бактерій та грибів, відповідно) складають близько 50% та 20 % популяцій бактерій та грибів у досліджуваних ґрунтах. Ці результати слідують за схемою, дуже подібною до тієї, що спостерігається при розподілі багатства в нашому суспільстві: кілька людей концентрують більшу частину наявного багатства на землі. Подібна закономірність спостерігалась і в інших організмів, таких як дерева в тропічних лісах Амазонки. Беручи до уваги те, як "велика кількість" розподіляється між різними видами майже у всіх екологічних спільнотах, в яких хтось придивляється (домінує кілька дуже рясних видів та безліч "рідкісних" видів, у яких дуже мало особин у спільноті), цілком імовірно є універсальним зразком.

Разом із характеристикою домінуючих видів бактерій та грибів ми вивчали спорідненість ґрунтових бактерій та грибів до певних ґрунтово-кліматичних характеристик, що дозволило нам розробити перші глобальні атласи домінуючих ґрунтових бактерій та грибів (рис. 2). Ці атласи є хорошим прикладом того, як передбачити групи домінуючих ґрунтових мікроорганізмів за допомогою екологічної інформації, що є важливим кроком вперед у розробці карт поширення цих організмів на глобальному рівні та розумінні того, як зміна клімату вплине на їх розподіл у майбутньому. Раніше це вважалося практично неможливим завданням через величезну різноманітність цих організмів у ґрунті та їх очевидну всюдисущість.

Малюнок 2. Приклад розподілу атласу домінуючої ґрунтової бактерії (Bradyrhizobium sp.). Фігура зроблена (і люб’язно надана) Мануелем Дельгадо-Бакеріцо.

Ми також використовуємо аналіз цілого генома, щоб краще зрозуміти характеристики домінуючих мікроорганізмів і чому вони є такими домінуючими у ґрунтах світу. Так, наприклад, при більш детальному вивченні характеристик домінуючих грибів ми виявили, що вони включали такі аспекти, як їх здатність розпорошуватись на великі відстані вітром та мати численні гени, пов'язані зі здатністю протистояти умовам. умови та вловлювання таких ресурсів, як поживні речовини.

Нам ще потрібно пройти довгий шлях, щоб відкрити всі секрети, які приховує біорізноманіття наших ґрунтів, його значення для нашого самопочуття чи реакція на зміни навколишнього середовища. Але поступово це стає все менш і менш невідомим, і ми віримо, що це також все більше цінується суспільством.