El Microbioma del Suelo en Central Park (Nueva York)

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El microbioma del suelo de Central Park Fuente: Imágenes Bing

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El microbioma de Central Park: Fuente: Blog: Contrastres de Nueva York

La nota de prensa que os ofrecemos hoy constata lo poco que aun sabemos sobre la biodiversidad que esconden los suelos (ese universo invisible que se esconde bajo nuestros pies). Se trata de un estudio relevante, cuyo discurso no interrumpiré. Ahora bien, he necesitado tres fuentes diferentes para lograr entender la magnitud del hallazgo. No obstante, cabría matizar algunos aspectos de la investigación para separar el grano de la paja. En Central Park (esa gran zona verde de Manhattan que aparece en un sinfín de películas yanquis) se ha detectado una fabulosa diversidad de organismos del suelo, que alberga parentesco con la que esconde simultáneamente la edafosfera de casi todos los biomas del mundo.  Ahora bien, que en los ambientes urbanos se presenten puntos calientes de diversidad microbiana no es nueva, como ya comentamos en el siguiente post que trataba de un hábitat un tanto más sucio: “Hallado el Mayor Punto Caliente de biodiversidad Vírica del Planeta: Las Aguas Residuales”. También cabría resaltar que se han publicado varios estudios previos en  los que se afirma que la biodiversidad edáfica no sigue los mismos patrones espaciales que la que vive sobre el suelo, como la de sus gradientes latitudinales por biomas. En consecuencia el artículo que analizamos hoy no ofrece nada nuevo al respecto. Del mismo modo, el diseño de muestreo ha sido intensísimo, tanto para que personalmente pueda afirmar que no tenía noticia de otro igual, por lo que si se han realizado algunos previos, serían escasísimos. Cuando más muestras obtenemos en un área concreta más especies detectamos. Se trata de un hecho archiconocido. Como coralario,  debo entender que los análisis comparativos deben llevarse a cabo con investigaciones que atesoren diseños e intensidades de muestreo semejantes, que no con otros menos precisos.

Central Park es una zona verde muy rica en hábitats y especies vegetales procedentes de diversas partes del mundo, etc., por lo que cada uno de ellos debe tener sus propias comunidades edáficas idiosincrásicas, y más aún si son gestionados adecuadamente en lo que respecta a las necesidades de agua y nutrientes (fertilización orgánica y/o inorgánica). Tampoco debemos olvidar que por este pulmón verde transitan millones de personas anualmente (y sus defecantes animalitos domésticos), muchas de las cuales resultan ser turistas. Sabemos algo de especies invasivas o invasoras en las partes aéreas del ecosistema, pero mucho menos en lo concerniente a aquellos microorganismos del suelo que carecen de interés económico. No debería extrañarnos pues que con los microbios adheridos a zapatitos procedentes de turistas de todo el mundo, los suelos de Central Park sean algo así como el parqué del edificio de las Naciones Unidas que se encuentra relativamente próximo a este vergel metropolitano. Finalmente reiterar una vez más, que los análisis genómicos no nos muestran la verdadera magnitud de la diversidad de especies presentes, si es que tal concepto es válido en el mundo de las arqueas y bacterias, por mucho que insistan los “tocagenes”. Y ahora sí…. Os dejo con la información recopilada, previamente traducida, que varía según la fuente de procedencia. Por último muestro los contenidos consultados.

Juan José Ibáñez      

Resumen: Los investigadores han descubierto más de 167.000 tipos de bacterias, arqueas y eucariotas en el suelo debajo de uno de los entornos urbanos emblemáticos de Estados Unidos, es decir Central Park. Tal cifra supera en más de 260 veces el conjunto de especias de aves, plantas e invertebrados que viven en el mentado parque de Nueva York – en combinación. Los microbios del suelo allí detectados pueden habitar en biomas tan dispares como los desiertos, selvas, praderas y bosques del mundo.

El equipo de investigación que llevó a cabo el estudio recogió y analizó 596 muestras de suelo dentro de las 843 hectáreas que cubre Central Park, descubriendo así una asombrosa diversidad de la vida en el suelo, en la cual la mayoría de las especies parecen ser nuevas para la ciencia. Tan solo entre el 8,5 y el 16,2% de los organismos estudiados habían sido catalogados previamente en las bases de datos existentes que describen la vida microbiana, de acuerdo con los resultados del estudio publicados en la revista Proceedings of the Royal Society B.

Como podréis leer en la nota de prensa original al final de este post uno de los autores del estudio comentó: “Encontramos miles de diferentes tipos de organismos, siendo asombroso cuán pocos de ellos habían sido descritos con anterioridad (…). No sabemos en sus preferencias por el tipo de ambientes/hábitats más aptos para su supervivencia, como tampoco  el papel que pueden desempeñar en el ecosistema edáfico y la fertilidad del suelo.” Más adelante los autores enfatizan que: Los alimentos que consumimos, las ciudades,  aire y agua limpios y la a propia economía  y el agua y la economía dependen de la conservación de suelos sanos y fértiles, lo cual es un motivo más que suficiente como para profundizar en las investigaciones que nos ayuden a comprender esta fascinante vida oculta que bulle bajo nuestros pies“. (….) Los autores del estudio compararon la biodiversidad de  los suelos de Central Park con 52 muestras de suelo recogidas alrededor de todo el Planeta, desde Alaska hasta la Antártida, sorprendiéndose que las dimensiones de la biodiversidad de estos suelos fuera equiparable con la de la mayor parte de los biomas terrestres, desde la tundra ártica hasta los desiertos cálidos, etc. El único ambiente cuyas comunidades microbianas no parecían solaparse con la de este afamado Parque fue la Antártida, cuya biota edáfica aún resulta ser muy mal conocida.

Seguidamente en la mentada nota de prensa los investigadores argumentan que: Los tipos de plantas y animales que habitan en un bioma concreto, como el desierto, se encuentran principalmente condicionados por las condiciones climáticas. Sin embargo, las comunidades microbianas del suelo parecen depender del edafoclima edáfico que incluye también otros factores como la acidez, disponibilidad de carbono y nitrógeno (nutrientes para su alimentación), Tal hecho permite que las diversas comunidades microbianas que prosperan en el suelo se encuentren sujetas a una amplia variedad de ambientes edáficos en espacios reducidos. (…)Nadie podría esperar encontrar una combinación de los tipos de árboles que vemos en el Parque Central con los que acaecen en un bosque tropical ” (…) Pero eso no parece ser cierto para los microorganismos del suelo. Nos encontramos en ellos  todos estos tipos de comunidades en el seno de Central Park. En el medio edáfico la biodiversidad no parece seguir los mismos patrones y leyes que las que condicionan la distribución de las plantas y los animales que viven sobre el suelo”.

The Scientist

Curiosamente los investigadores encontraron la diversidad de los suelos de los jardines urbanos y gestionados por el hombre atesoran una diversidad similar a algunos de los ecosistemas naturales conocidos, indicando la alta capacidad de recuperación de la diversidad edáfica frente a las presiones antropogénicas (…)Las muestras también fueron enviadas a la Universidad de Colorado, en donde otros investigadores analizaron el contenido biológico de sus muestras, secuenciando 16S y 18S rRNA para caracterizar la composición de arqueas, bacterias y eucariotas del microbioma. Al final, el grupo encontró que la diversidad microbiana de Central Park estaba a la par con la biodiversidad observada en otros lugares del Planeta.Dada la diversidad paisajística del entorno del parque, que incluye áreas boscosas, campos y jardines, “Yo esperaba encontrar una diversidad bacteriana  considerable”, dijo Ramírez. Sin embargo, el que la riqueza de organismos eucariotas en Central Park, rivalizara su diversidad  global, que fue muy emocionante y sorprendente”, añadió. “Este trabajo pone de manifiesto que, incluso en un lugar que es muy conocido y visitado por millones de personas al año, aún tenemos mucho que aprender acerca de que la biodiversidad del suelo que tenemos bajo nuestros pies.”.

Fragmento del abstract del artículo original

A pesar de la alta variabilidad detectada en todo el parque, los patrones de diversidad en el suelo eran previsibles teniendo en cuenta la amplia variedad de  características del suelo presentes, con las comunidades procariotas y eucariotas exhibiendo patrones biogeográficos superpuestos. Además, los suelos Central Park albergaban casi tantas filotipos y tipos de comunidades microbianas del suelo como las previamente detectadas en los biomas de todo el mundo (incluyendo suelos ártico, tropicales y desérticos).

continua……

Microbes in Central Park soil: If they can make it there, they can make it anywhere

Date: October 1, 2014; Source: Colorado State University

Summary: Researchers have uncovered more than 167,000 kinds of bacteria, archaea and eukaryotes in the soil beneath one of the nation’s iconic urban environments. That’s 260 times as many species of birds, plants and invertebrates that live in New York City’s Central Park – combined.

Soil microbes that thrive in the deserts, rainforests, prairies and forests of the world can also be found living beneath New York City’s Central Park, according to a surprising new study led by Colorado State University and the University of Colorado Boulder.

The research team analyzed 596 soil samples collected from across Central Park’s 843 acres and discovered a stunning diversity of below-ground life, most of which had never been documented before.

Only 8.5 percent to 16.2 percent of the organisms discovered in the park soils, depending on their type, had been previously entered into existing databases that describe microbial life, according to the study results published today in the journal Proceedings of the Royal Society B.

We found thousands of different organisms, and it was shocking how few had ever been described,” said Noah Fierer, an associate professor of ecology and evolutionary biology at CU-Boulder and corresponding author of the study. “Not only do they not have a name, but we don’t know anything about them. We don’t know what sort of conditions they like to live under or what role they may play in soil habitat and soil fertility.

The study was led by Kelly Ramirez, a postdoctoral researcher at Colorado State University, now at the Netherlands Institute of Ecology in The Netherlands. Ramirez did her research in the Soil Biodiversity and Ecosystem Functioning Lab at CSU, headed by biology Professor Diana Wall, director of the School of Global Environmental Sustainability and a corresponding author on the study.

Other co-authors from CSU are soil science Professor Eugene Kelly and biology doctoral student Ashley Shaw. Other CU-Boulder co-authors are doctoral students Jonathan Leff and Christopher Steenbock, and postdoctoral researcher Albert Barberan.

Wall, who will be speaking at the induction ceremony at the American Academy of Arts and Sciences later this month, said Ramirez’s work uncovered another melting pot of diversity in New York City — within the soil of Central Park.

“The soil microbes in Central Park benefit us, benefit soil health, and are linked tightly to the beauty of the trees and other plants we see,” she said. “The nation’s food, cities, clean air and water and economy are all dependent on healthy, fertile soils and that motivates us to understand this fascinating hidden life beneath our feet.”

The scientists also compared the below-ground biodiversity in Central Park to 52 soil samples taken from locations spanning the globe, from Alaska to Antarctica. The team was surprised to find that the breadth of biodiversity beneath Central Park is similar to the biodiversity found across the world, from the frozen Artic tundra to hot deserts and nearly everything in between. The only area that did not have soil microbial communities that overlapped with the samples taken from Central Park was Antarctica, where Wall has done extensive research.

If you want to find unique diversity and if you want to find a wide range of different below-ground organisms, you don’t have to travel around the world,” said Fierer, who is also a fellow at the Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences. “You can walk across Central Park.”

The types of plants and animals that are able to live in a particular biome, like the desert, are largely determined by the climate. But microbes appear to be more concerned about the environment in the soil, such as the acidity and the carbon availability, than how hot or dry the climate is. This allows diverse microbial communities to thrive wherever the soil conditions are equally diverse.

“No one would ever expect to find an overlap in the types of trees we see in Central Park and the type of trees we see in a tropical forest,” Fierer said. “But that doesn’t seem to be true for the microbes living in the soil. We found all these community types just within Central Park. Below-ground biodiversity doesn’t follow the same rules as the plants and animals living above ground.”

Co-authors of the study from other institutions are Scott Bates of the University of Minnesota; Jason Betley of Illumina UK; and Thomas Crowther, Emily Oldfield, and Mark Bradford of Yale University. The study was partially funded by the Winslow Foundation.

Story Source: The above story is based on materials provided by Colorado State University. Note: Materials may be edited for content and length.

Journal Reference:

K. S. Ramirez, J. W. Leff, A. Barberan, S. T. Bates, J. Betley, T. W. Crowther, E. F. Kelly, E. E. Oldfield, E. A. Shaw, C. Steenbock, M. A. Bradford, D. H. Wall, N. Fierer. Biogeographic patterns in below-ground diversity in New York City’s Central Park are similar to those observed globally. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2014; 281 (1795): 20141988 DOI: 10.1098/rspb.2014.1988

Cite This Page: MLA, APA, Chicago

Colorado State University. “Microbes in Central Park soil: If they can make it there, they can make it anywhere.” ScienceDaily. ScienceDaily, 1 October 2014. <www.sciencedaily.com/releases/2014/10/141001085951.htm>.

The Scientist: Soil Microbiome of Central Park

Nearly 600 soil samples from New York City’s famous park reveal that the urban environment harbors just as much biodiversity as natural ecosystems across the globe.

By Jef Akst | September 30, 2014

Central Park in New York CityFLICKR, KEVIN DOOLEYThe soil of New York City’s Central Park is bursting with biodiversity spanning all three domains of life, according to a study published today (October 1) in Proceedings of the Royal Society B. In fact, the urban environment harbored as many different microbial species as diverse biomes around the world, including the soils of the arctic, desert, and tropical locales.

This is an excellent work [that] demonstrates the vast diversity of soil community, most of which remained undescribed,” microbial ecologist Brajesh Singh of the University of Western Sydney in Australia wrote in an e-mail. “Interestingly they found that belowground diversity from urban and managed soils have similar diversity to some of known natural ecosystems, which indicate the high resilience of belowground diversity to anthropogenic pressures.”

On a hot, humid day in July 2012, Kelly Ramirez, then a postdoc at Colorado State University and executive director of the Global Soil Biodiversity Initiative, and nine of her colleagues blanketed Central Park. Starting on the steps of the American Museum of Natural History (AMNH), the researchers broke into four teams, taking soil samples every 50 meters throughout the 3.4 square kilometer green space. With a couple of breaks for hot dogs and ice cream from the park’s vendors, the teams worked into the evening, collecting a total of 596 samples.

“It was an exciting day. We had the coolers and shovels and dorky little hats,” recalled Ramirez, who is now a postdoc at the Netherlands Institute of Ecology in Wageningen. “It was successful, though. We finished all sampling in one day.”

The next day, the team sieved the samples with at AMNH and shipped them to Yale, where researchers measured basic characteristics of the soil itself, including pH, moisture content, and carbon and nitrogen concentrations. Samples were also shipped to the University of Colorado, where collaborators analyzed the biological content of their samples, sequencing 16S and 18S rRNA to characterize the archaeal, bacterial, and eukaryotic composition of the microbiome. In the end, the group found that Central Park’s microbial diversity was on par with biodiversity seen around the world.

Given the diversity of the park’s environment, which includes wooded areas, fields, and landscaped gardens, “I expected to find quite a bit of [bacterial] biodiversity,” said Ramirez. But the finding that the eukaryotic “biodiversity in Central Park almost rivaled the global [diversity], that was pretty exciting and surprising,” she added. “This work highlights that even in a location that is well known and visited by millions of people a year, we still have a lot to learn about that biodiversity below our feet.”

I have never read anything of this kind of research,” said soil microbiologist Adriano Sofo of the University of Basilicata in Potenza, Italy. “They found that the microorganisms of Central Park in New York are representative of the microorganisms in other parts of the planet.” The next step, he added, will be to see if other urban sites harbor similar amounts of microbial diversity, and to study how the communities change during different times of the year.

Singh emphasized the importance of such research. “Drivers of belowground diversity and distribution pattern remain largely unknown,” he said. “Such knowledge is key to advance our understanding, which can be incorporated in future in management and conservation policies in order to protect ecosystem services provided by these organisms.” (See “Fighting Microbes with Microbes,” The Scientist, January 2013.)

K.S. Ramirez et al., “Biogeographic patterns in below-ground diversity in New York City’s Central Park are similar to those observed globally,” Proceedings of the Royal Society B, 20141988, 2014.

Tags soil microbiome, microorganisms, microbiome and microbiology

Resumen del trabajo Original

Abstract

Soil biota play key roles in the functioning of terrestrial ecosystems, however, compared to our knowledge of above-ground plant and animal diversity, the biodiversity found in soils remains largely uncharacterized. Here, we present an assessment of soil biodiversity and biogeographic patterns across Central Park in New York City that spanned all three domains of life, demonstrating that even an urban, managed system harbours large amounts of undescribed soil biodiversity. Despite high variability across the Park, below-ground diversity patterns were predictable based on soil characteristics, with prokaryotic and eukaryotic communities exhibiting overlapping biogeographic patterns. Further, Central Park soils harboured nearly as many distinct soil microbial phylotypesand types of soil communities as we found in biomes across the globe (including arctic, tropical and desert soils). This integrated cross-domain investigation highlights that the amount and patterning of novel and uncharacterized diversity at a single urban location matches that observed across natural ecosystems spanning multiple biomes and continents.

Received August 11, 2014; Accepted August 29, 2014.

Bacterias Wikipedia

Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta. Son ubicuas, se encuentran en todos loshábitats terrestres y acuáticos; crecen hasta en los más extremos como en los manantiales de aguas calientes y ácidas, en desechos radioactivos,[3] en las profundidades tanto del mar como de la corteza terrestre. Algunas bacterias pueden incluso sobrevivir en las condiciones extremas del espacio exterior. Se estima que se pueden encontrar en torno a 40 millones de células bacterianas en un gramo detierray un millón de células bacterianas en un mililitro de agua dulce. En total, se calcula que hay aproximadamente 5×1030 bacterias en el mundo.[4]

Las bacterias son imprescindibles para el reciclaje de los elementos, pues muchos pasos importantes de los ciclos biogeoquímicos dependen de éstas. Como ejemplo cabe citar la fijación del nitrógenoatmosférico. Sin embargo, solamente la mitad de losfilosconocidos de bacterias tienen especies que se pueden cultivar en el laboratorio,[5] por lo que una gran parte (se supone que cerca del 90 %) de las especies de bacterias existentes todavía no ha sido descrita.

Endosporas

Véase también:Endospora

Ciertos géneros de bacterias Gram-positivas, tales como Bacillus, Clostridium, Sporohalobacter, Anaerobacter y Heliobacterium, pueden formar endosporas.[82] Las endosporas son estructuras durmientes altamente resistentes cuya función primaria es sobrevivir cuando las condiciones ambientales son adversas. En casi todos los casos, las endosporas no forman parte de un proceso reproductivo, aunque Anaerobacter puede formar hasta siete endosporas a partir de una célula.[83] Las endosporas tienen una base central de citoplasma que contiene ADN y ribosomas, rodeada por una corteza y protegida por una cubierta impermeable y rígida.

Las endosporas no presentan un metabolismo detectable y pueden sobrevivir a condiciones físicas y químicas extremas, tales como altos niveles de luz ultravioleta, rayos gamma, detergentes, desinfectantes, calor, presión y desecación.[84] En este estado durmiente, las bacterias pueden seguir viviendo durante millones de años,[85][86] e incluso pueden sobrevivir en la radiación y vacío del espacio exterior.[87] Las endosporas pueden también causar enfermedades. Por ejemplo, puede contraerse carbunco por la inhalación de endosporas de Bacillus anthracis y tétanos por la contaminación de las heridas con endosporas de Clostridium tetani.[88]

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Comentarios

[...] amigos si les intentamos engañar a cerca del lugar en donde hemos disfrutado las vacaciones ¿en Central Park (Nueva York)?, ¿sí?: ¡No me lo creo!. ¡Déjame ver tus zapatos!. Más aun, por si no se había percatado!, [...]

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