I microbi del suolo possono prosperare in un clima che cambia?

I cambiamenti climatici, il degrado degli habitat e altri cambiamenti ambientali causati dall’uomo stanno sottoponendo gli organismi di tutto il mondo a una pressione senza precedenti. Anticipare e mitigare gli effetti dell’aumento dello stress sugli organismi e sui servizi ambientali da cui dipendiamo implica sapere perché alcune specie possono esistere in un’ampia gamma di condizioni mentre altre possono esistere solo in poche. Nel campo scientifico dell’ecologia, i ricercatori cercano spesso di classificare gli organismi sul nostro pianeta in due gruppi: specialisti e generalisti. Gli specialisti sono limitati o limitati da requisiti specializzati per la sopravvivenza, mentre gli specialisti possono prosperare in un’ampia gamma di condizioni ambientali e habitat. Ad esempio, l’orso panda mangia bambù solo nel suo habitat naturale. Non solo la loro area geografica è limitata, ma lo è anche la loro dieta; Se la pianta di bambù si estingue, anche l’orso panda potrebbe estinguersi.

Ma che dire del mondo nascosto e microscopico che è ovunque sulla Terra, dall’intestino umano al terreno sotto i nostri piedi? A che classe appartengono? Per trovare la risposta, un gruppo di studenti laureati e post-dottorato nel laboratorio di biologia della professoressa associata Michelle Afkhami presso il College of Arts and Sciences dell’Università di Miami ha sequenziato il DNA dei procarioti, un gruppo di microbi che include tutti i batteri e gli archei. I risultati sono riportati in un recente studio, “Specializzazione e generalizzazione multidimensionale pervasiva nei procarioti del suolo”, che è ora disponibile sulla rivista Nature Ecology & Evolution.

ha detto Damian Hernandez, un ex studente laureato nel laboratorio di Afkhami che ora è un postdoc che si prepara per una borsa di studio di biologia con la National Science Foundation. “In particolare, volevamo scoprire se i microbi sono in genere specialisti multidimensionali, specialisti multidimensionali o utilizzano strategie diverse su diverse dimensioni ecologiche e quale effetto potrebbe avere sui loro ruoli all’interno delle comunità”. Le dimensioni ambientali che abbiamo utilizzato per determinare se si basano microbi o specialisti si basavano su molteplici condizioni ambientali nel suolo in cui vivono, come lettiera, temperatura, acqua e sostanze nutritive”, ha aggiunto.

In uno sforzo collaborativo che ha richiesto due anni di preparazione, il team di studenti ha analizzato più di 200 campioni di suolo raccolti dal National Environmental Observatory Network da siti negli Stati Uniti. Tra gli oltre 1.200 procarioti che hanno esaminato, Hernandez e il team hanno trovato qualcosa di molto sorprendente. Hanno scoperto che la maggioranza (90%) dei microbi erano specialisti multidimensionali o specialisti multidimensionali. In sostanza, se un microbo è specialista in un asse ecologico, è sempre generalista in tutti gli altri; E se è uno specialista in un asse ambientale, allora è uno specialista in tutti gli assi. Oltre a fornire importanti informazioni su come sono strutturate le comunità microbiche, questa scoperta fornisce alcune delle prime prove della specializzazione e generalizzazione multidimensionale in qualsiasi tipo di organismo.

“Abbiamo scoperto che i microbi possono essere molto limitati nei luoghi in cui possono esistere”, ha affermato Hernandez, che è il primo autore dello studio. “I microbi generici sono molto resistenti e possono tollerare un’ampia gamma di condizioni. Ma i microbi specializzati sono sensibili a molte condizioni ambientali diverse perché sono vincolati da più hub ecologici, quindi qualsiasi cambiamento nell’ambiente può ostacolare la loro sopravvivenza”. Ipoteticamente, se un ecosistema è regolato da microbi specializzati, è probabile che quegli ecosistemi siano più sensibili ai cambiamenti ambientali”.

Afkhami afferma che i risultati costituiscono un argomento interessante su come i microbi possano sopravvivere in un clima che cambia. “Come abbiamo appreso dallo studio, i microbi pubblici possono vivere in un’ampia gamma di habitat e ciò potrebbe significare che questi microbi potrebbero essere in grado di adattarsi ai cambiamenti climatici o alla frammentazione degli habitat perché è probabile che tollerino il cambiamento delle condizioni ambientali. Sono molto dominante all’interno delle comunità microbiche.” .

Al contrario, il team ha scoperto che i microbi specializzati possono essere molto vulnerabili ai cambiamenti ambientali. Anche i microbi classificati come specialisti sembrano essere importanti “regolatori di comunità” a causa della loro maggiore funzionalità all’interno del regno microbico. Ad esempio, il team di ricerca ha scoperto che è probabile che i microbi specializzati siano quelli che possono promuovere la crescita delle piante, rimuovere le tossine dal suolo, digerire il carbonio accumulato nel suolo e aggiungere sostanze nutritive al suolo. “Questo è molto preoccupante perché ciò che abbiamo anche appreso nello studio è che gli specialisti microbici sono altamente interconnessi all’interno della rete microbica e possono essere visti come specie chiave per mantenere e guidare la diversità e la funzione del microbioma”, ha detto Afkhami. “Con questo studio, possiamo iniziare a comprendere, da una prospettiva più ampia nella comunità del microbioma, alcune delle sue funzioni biologiche, i suoi ruoli nella comunità microbica e come risponderà ai cambiamenti globali del pianeta”. Preferito

(Questa storia non è stata modificata dallo staff di Devdiscourse ed è stata generata automaticamente da un feed sindacato.)