Biodiversidad del Suelo, Micorrizas, Bacterias: Obviedades, Novedades y Contradicciones (bases de datos y grandes redes de investigación)

biodiversidad-del-suelo-micorrizas-bacterias

Colaje Imágenes Google

 En un principio, cabría suponer que el uso de redes de investigación compuestas por numerosos científicos y bases de datos con miles de muestras, debieran dar lugar a obtener resultados más sólidos y fiables que los defendidos por grupos pequeños o equipos individuales. Permitirme que os comente que no siempre es así. Más aun, con harta frecuencia, ocurre lo contrario. Llevo casi tres décadas en tales menesteres y se lo que me digo. Posiblemente sea un tema para ser abordado en otro post dada un importancia, aunque resulta ser un tanto complejo.  Últimamente veo publicar en revistas de mucho prestigio artículos elaborados bajo estas premisas y francamente, detecto obviedades de principiantes, extrapolaciones temerarias, y tan solo alguna que otra sorpresa. Ahora bien, las novedades pueden encontrarse bien fundadas o no.  En las dos noticias que os ofrecemos hoy, y que dan cuenta de sendos “papers”, podréis observar que una se encuentra firmada por dieciséis autores y la otra por ocho. Existen otras que incluso superan con creces tales cifras. Hace un par de décadas, los documentos firmados por tantos autores solían ser rechazados por las mentadas editoriales, ya que los propios editores alegaban que no era de rigor. ¿Quiénes de ellos realmente habían hecho el trabajo?, ¿quiénes figuraban sin haber hecho nada, o al menos nada al menos relevante?. De hecho, se generó una gran polémica, más aun por cuanto el número de autores que firmaban una publicación concreta, aumentaba en paralelo, al crecimiento anual de “papers” que bate récords sin cesar anualmente.  ¡Muchos no es sinónimo de mayor calidad o fiabilidad que pocos!

 Empero las bases de datos, como he comentado, no se encuentran exentas de problemas. No es infrecuente que en diversos laboratorios usando los mismos protocolos se obtengan resultados excesivamente dispares, incluso en el proceso de calibración, es decir usando las mismas muestras de suelo. Otras veces los instrumentales no son equiparables, mientras que en ocasiones son los criterios de los investigadores y la destreza de los técnicos de los diferentes laboratorios, los que pueden ser cuestionados. Obviamente un problema no excluye al otro. A veces, tan solo resulta necesario que un par de laboratorios entre veinte de una red ofrezcan resultados deficientes para que las estadísticas, y como corolario las conclusiones que pueden desprenderse de ellas, den lugar a genuinos disparates. Ni crítico, ni denostó, sino que explico mi propia experiencia en el seno de Europa, en iniciativas que afectaban a todos sus países. Empero tampoco se puede negar que con vistas a llevar a cabo evaluaciones y estudios de extensos territorios se requiera la acción concertada de diversas instituciones y una plétora de investigadores. No lo niego. Por lo tanto se trata tanto de un serio problema científico, como de una advertencia al lector. ¡Ser prudentes!, y no os dejéis impresionar por las cifras.    

 En uno de los artículos, se menciona la vital importancia de la simbiosis entre árboles y micorrizas, como si fuera un descubrimiento novedoso. No lo es, se trata de una mera trivialidad, a la que los autores embadurnan con apelaciones al cambio climático, secuestro de carbono etc.  De hecho, en nuestra categoría “biología y ecología del suelo”, podéis encontrar decenas de post que abordan estudios previos que defienden lo mismo una y otra vez, ya que sin tal simbiosis la biosfera emergida sería muy distinta. Tan solo el siguiente comentario se me antoja digno de ser tenido en cuenta (al margen de los mapas que muestran los autores en la publicación original): “(….) .

 Por su parte, la segunda noticia sorprende, al defender que las comunidades fúngicas del suelo serían menos diversas de lo que se decía demostrar hasta la fecha. Resulta llamativo que cuando los expertos engrosan la lista de nuevas especies de organismos que habitan en el medio edáfico incesantemente, esta investigación sugiera todo lo contrario. Podría ser, no lo niego, si bien mantengo serias reservas. No obstante, tomo algunas de las sentencias y las pego con vistas a que observéis detenidamente tantos palabros condicionales: “apuntan”, “sugiere”, “suponemos”, “puede permitir”, “también puede”. Demasiadas conjeturas, y varias de ellas  con escasa solidez científica. Por cierto, es bien conocido, y ya expusimos en este blog” que muchos hongos depredan invertebrados como son los nematodos.   Ninguna novedad en el horizonte.

 Una nueva investigación muestra que las comunidades microbianas en los suelos de todo el mundo son menos diversas de lo que se sugirió anteriormente. (….) las muestras de suelo albergan grandes poblaciones microbianas, ya que la mayoría de los hongos se encuentran en muestras de todo el mundo que pertenecen a algunas especies comunes (….) con hongos generalistas menos dominantes apuntan a un número significativamente mayor de genes relacionados con la tolerancia al estrés y la captación de recursos en los hongos dominantes, lo que sugiere que podrían ser mejores para colonizar una amplia gama de entornos”. Dada la notable versatilidad de las interacciones mostradas por estos linajes de hongos, suponemos que poseer capacidades tróficas flexibles puede permitir que algunos taxones dominantes ocupen múltiples nichos ambientales”, (…) Los científicos determinaron que las especies de hongos carnívoros eran sorprendentemente comunes. Las especies de hongos son capaces de colonizar y comer las canales de insectos muertos. Pero la misma especie también puede colonizar las raíces de las plantas.

 Finalmente cabe señalar como actualmente sabemos que una buena parte de las especies de microrganismos que habitan en el suelo no pueden aislarse en el laboratorio. Del mismo modo, no se especifica, en estos estudios la profundidad del muestreo (¿hasta que profundidad desde la superficie se obtuvieron las muestras?),ya que, a menudo cada horizonte del suelo atesora sus propios ensamblajes pluriespecíficos. Por último dejar constancia de que al ir añadiendo nuevas técnicas y procesamiento de datos a la hora de determinar especies, suele ser usual que no se puedan comparar los resultados de diferentes investigaciones directamente. Y me calló ya que al revisar uno de los artículos he detectado demasiadas lagunas y ambigüedades, ¡demasiadas!

 Os dejo puyes con el material, que no deja de aportar observaciones interesantes entre un mar de brumas.  

 Juan José Ibáñez

 Continúa…….

 Fungi communities mostly comprise a few common species

by Brooks Hays; Washington (UPI) May 31, 2019
New research shows microbial communities in soils around the globe are less diverse than previously suggested.

In recent years, scientists have become increasingly interested in the role microbial communities in soil play in the ecological health of fields and forests. The unique microbial signatures of soil samples, researchers contend, can offer insights into the dynamics of different ecosystems.

But new research suggests soil samples host vast microbial populations, with the majority of fungi found in samples all over the globe belonging to a few common species.

Scientists know that different fungi in soils are responsible for the way that forests and farmlands work,” Eleonora Egidi, a postdoctoral fellow in the field of soil microbiology at the Hawkesbury Institute for the Environment, said in a news release. “The wide distribution of a few major fungal types could have been driven by agriculture as these fungi are often associated with crops.”

Las comunidades de hongos en su mayoría comprenden algunas especies comunes

por Brooks Hays; Washington (UPI) 31 de mayo de 2019

Una nueva investigación muestra que las comunidades microbianas en los suelos de todo el mundo son menos diversas de lo que se sugirió anteriormente.

En los últimos años, los científicos se han interesado cada vez más en el papel de las comunidades microbianas en el juego del suelo en la salud ecológica de los campos y bosques. Las firmas microbianas únicas de las muestras de suelo, afirman los investigadores, pueden ofrecer información sobre la dinámica de los diferentes ecosistemas.

Pero una nueva investigación sugiere que las muestras de suelo albergan grandes poblaciones microbianas, ya que la mayoría de los hongos se encuentran en muestras de todo el mundo que pertenecen a algunas especies comunes.

“Los científicos saben que los diferentes hongos en los suelos son responsables de la forma en que funcionan los bosques y las tierras de cultivo”, dijo en un comunicado de prensa Eleonora Egidi, becaria postdoctoral en el campo de la microbiología del suelo en el Instituto Hawkesbury para el Medio Ambiente. “La amplia distribución de algunos de los principales tipos de hongos podría haber sido impulsada por la agricultura, ya que estos hongos a menudo se asocian con los cultivos”.

Egidi y sus colegas secuenciaron el ADN de los microbios en 235 muestras de suelo recolectadas de todo el planeta. Durante las últimas dos décadas, la base de datos de perfiles de ADN fúngico ha crecido significativamente, lo que permite a los científicos identificar de forma rápida y bastante fácil los microbios en muestras de suelo.

Los resultados del estudio, publicados esta semana en la revista Nature Communications, mostraron que las comunidades microbianas en el suelo en todo el mundo están dominadas por las mismas pocas especies.

“Las comparaciones de genoma completo con hongos generalistas menos dominantes apuntan a un número significativamente mayor de genes relacionados con la tolerancia al estrés y la captación de recursos en los hongos dominantes, lo que sugiere que podrían ser mejores para colonizar una amplia gama de entornos“, escribieron los científicos en su papel

Los investigadores sugieren que una mejor comprensión de la distribución microbiana en los suelos y ecosistemas globales puede ayudar a los esfuerzos de conservación.

“Tener una comprensión básica de qué hongos existen en nuestros bosques, pastizales, granjas y desiertos puede ayudarnos a preservar estos entornos y encontrar nuevos usos innovadores para muchos de los habitantes naturales de esos lugares”, dijo Egidi.

Los científicos determinaron que las especies de hongos carnívoros eran sorprendentemente comunes. Las especies de hongos son capaces de colonizar y comer las canales de insectos muertos. Pero la misma especie también puede colonizar las raíces de las plantas.

Dada la notable versatilidad de las interacciones mostradas por estos linajes de hongos, suponemos que poseer capacidades tróficas flexibles puede permitir que algunos taxones dominantes ocupen múltiples nichos ambientales“, escribieron los científicos.

Egidi and her colleagues sequenced the DNA of microbes in 235 soil samples collected from across the planet. Over the last two decades, the database of fungal DNA profiles has grown significantly, allowing scientists to quickly and fairly easily identify microbes in soil samples.

The study results, published this week in the journal Nature Communications, showed microbial communities in soil across the globe are dominated by the same few species.

Whole-genome comparisons with less dominant, generalist fungi point at a significantly higher number of genes related to stress-tolerance and resource uptake in the dominant fungi, suggesting that they might be better in colonizing a wide range of environments,” scientists wrote in their paper.

Researchers suggests an improved understanding of microbial distribution across global soils and ecosystems can aid conservation efforts.

“Having a baseline understanding of which fungi are out there in our forests, grasslands, farms and deserts can help us preserve these environments and find innovative new uses for many of the natural inhabitants of those places,” Egidi said.

Scientists determined carnivorous fungal species were surprisingly common. The fungal species are able to colonize and eat the carcasses of dead insects. But the same species can also colonize plant roots.

“Given the remarkable versatility of interactions exhibited by these fungal lineages, we hypothesize that possessing flexible trophic capabilities may allow some dominant taxa to occupy multiple environmental niches,” scientists wrote.

La simbiosis entre árboles y hongos, clave para entender el ciclo del carbono y la evolución del clima

Han recopilado datos de más de un millón de bosques con un total de 28.000 especies de árboles.Los datos estarán disponibles y permitirán incorporar las simbiosis arbóreas en los estudios sobre cambio climático

Un equipo de más de 200 investigadores liderado por la universidad de Stanford publica hoy en Nature un mapa que refleja las relaciones simbióticas entre los hongos y bacterias del suelo y los árboles en todos los continentes. La recopilación les ha permitido establecer la Regla de Read, un nuevo principio biológico que determina la influencia de variables como la temperatura, la humedad, la química del suelo, el tipo de vegetación o la topografía en el tipo de simbiosis que predomina en cada ecosistema. El trabajo predice que, para 2070, si las emisiones de carbono permanecen inalteradas, se reducirá la biomasa de árboles con las simbiosis más beneficiosas en un diez por ciento en las zonas templadas, lo cual se traduciría en un aumento de las emisiones de carbono al disminuir su almacenamiento en el suelo de estas regiones.

Las simbiosis ayudan a los árboles a acceder a diferentes nutrientes e influyen en la capacidad del suelo y del sistema suelo-árbol para retener carbono, de ahí que saber cómo funcionan esas relaciones y cuál es su distribución en el planeta es vital para conocer cómo esos cambios afectarán al ciclo del carbono y por lo tanto al clima del futuro”, explica Fernando Valladares, el investigador del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCNCSIC) que ha participado en el estudio. Para este artículo han trabajado con tres tipos de simbiosis que engloban a miles de hongos y bacterias que se asocian con diferentes especies de árboles: hongos micorrízicos arbusculares; hongos ectomicorrízicos y bacterias fijadoras de nitrógeno.

Según la Regla de Read (nombrada así por el experto en simbiosis David Read) las bacterias que fijan nitrógeno están limitadas por la temperatura y el pH del terreno mientras que los dos tipos de simbiosis con hongos (micorrizas y ectomicorrizas) están influenciadas por variables que afectan a las tasas de descomposición como la temperatura y la humedad. “Aunque los datos apoyan la hipótesis que en su día manejó Read de que las simbiosis micorrízicas se dan en las zonas más cálidas y las ectomicorrizicas en las más frescas, con esta investigación también hemos visto que las transiciones de un tipo de simbiosis a otro según analizamos diferentes biomas, es más abrupta de lo que esperábamos”, apunta Valladares. “Esto se traduce en que el aumento de las temperaturas podría llevar a los hongos que interactúan en simbiosis ectomicorrízicas a un punto crítico que reduzca las interacciones con los árboles y, por tanto, aumenten las emisiones de carbono”, continua.

Compartir datos

El trabajo recopila información de más de 200 laboratorios del mundo cuyos datos proceden de más de 1.1 millones de parcelas forestales distribuidas por todo el planeta, así como del análisis de las interacciones de hongos y bacterias con más de 28.000 especies diferentes de árboles. Pero este complejo estudio va mucho más allá del posible aumento de las emisiones de carbono, ya que pone a disposición de la comunidad investigadora un completo análisis de las simbiosis de los árboles con hongos y bacterias así como datos poco conocidos sobre el complejo sistema de interacciones que se producen en el suelo. Las relaciones simbióticas entre microorganismos del suelo y los árboles no solo influyen en el ciclo de carbono, sino que están también directamente relacionadas con aspectos tan importantes como la fertilidad de los suelos, su hidrología y la producción futura de biomasa.

Mapping microbial symbioses in forests
by Staff Writers
Stanford CA (SPX) May 20, 2019

In and around the tangled roots of the forest floor, fungi and bacteria grow with trees, exchanging nutrients for carbon in a vast, global marketplace. A new effort to map the most abundant of these symbiotic relationships – involving more than 1.1 million forest sites and 28,000 tree species – has revealed factors that determine where different types of symbionts will flourish. The work could help scientists understand how symbiotic partnerships structure the world’s forests and how they could be affected by a warming climate.

Stanford University researchers worked alongside a team of over 200 scientists to generate these maps, published May 16 in Nature. From the work, they revealed a new biological rule, which the team named Read’s Rule after pioneer in symbiosis research Sir David Read.

In one example of how they could apply this research, the group used their map to predict how symbioses might change by 2070 if carbon emissions continue unabated. This scenario resulted in a 10 percent reduction in the biomass of tree species that associate with a type of fungi found primarily in cooler regions. The researchers cautioned that such a loss could lead to more carbon in the atmosphere because these fungi tend to increase the amount of carbon stored in soil.

“There’s only so many different symbiotic types and we’re showing that they obey clear rules,” said Brian Steidinger, a postdoctoral researcher at Stanford and lead author of the paper. “Our models predict massive changes to the symbiotic state of the world’s forests – changes that could affect the kind of climate your grandchildren are going to live in.”

Three symbioses
Hidden to most observers, these inter-kingdom collaborations between microbes and trees are highly diverse. The researchers focused on mapping three of the most common types of symbioses: arbuscular mycorrhizal fungi, ectomycorrhizal fungi and nitrogen-fixing bacteria. Each of these types encompasses thousands of species of fungi or bacteria that form unique partnerships with different tree species.

Thirty years ago, Read drew maps by hand of where he thought different symbiotic fungi might reside, based on the nutrients they provide. Ectomycorrhizal fungi feed trees nitrogen directly from organic matter – like decaying leaves – so, he proposed, they would be more successful in cooler places where decomposition is slow and leaf litter is abundant. In contrast, he thought arbuscular mycorrhizal fungi would dominate in the tropics where tree growth is limited by soil phosphorous. Research by others has added that nitrogen-fixing bacteria seem to grow poorly in cool temperatures.

Testing Read’s ideas had to wait, however, because proof required gathering data from large numbers of trees in diverse parts of the globe. That information became available with the Global Forest Biodiversity Initiative (GFBI), which surveyed forests, woodlands and savannas from every continent (except Antarctica) and ecosystem on Earth.

The team fed the location of 31 million trees from that database along with information about what symbiotic fungi or bacteria most often associates with those species into a learning algorithm that determined how different variables such as climate, soil chemistry, vegetation and topography seem to influence the prevalence of each symbiosis.

From this, they found that nitrogen-fixing bacteria are probably limited by temperature and soil acidity, whereas the two types of fungal symbioses are heavily influenced by variables that affect decomposition rates – the rate at which organic matter breaks down in the environment – such as temperature and moisture.

These are incredibly strong global patterns, as striking as other fundamental global biodiversity patterns out there,” said Kabir Peay, assistant professor of biology in the School of Humanities and Sciences and senior author of the study.

“But before this hard data, knowledge of these patterns was limited to experts in mycorrhizal or nitrogen-fixer ecology, even though it is important to a wide range of ecologists, evolutionary biologists and earth scientists.”

Although the research supported Read’s hypothesis – finding arbuscular mycorrhizal fungi in warmer forests and ectomycorrhizal fungi in colder forests – the transitions across biomes from one symbiotic type to another were much more abrupt than expected, based on the gradual changes in variables that affect decomposition. This supports another hypothesis, the researchers thought: that ectomycorrhizal fungi change their local environment to further reduce decomposition rates.

This feedback loop may help explain why the researchers saw the 10 percent reduction in ectomycorrhizal fungi when they simulated what would happen if carbon emissions continued unabated to 2070. Warming temperatures could force ectomycorrhizal fungi over a climatic tipping point, beyond the range of environments they can alter to their liking.

Mapping collaboration
The data behind this map represents real trees from more than 70 countries and collaboration, led by Jingjing Liang of Purdue University and Tom Crowther of ETH Zurich, between hundreds of researchers who speak different languages, study different ecosystems and confront different challenges.

“There are more than 1.1 million forest plots in the dataset and every one of those was measured by a person on the ground. In many cases, as part of these measurements, they essentially gave the tree a hug,” said Steidinger. “So much effort – hikes, sweat, ticks, long days – is in that map.”

The maps from this study will be made freely available, in hopes of helping other scientists include tree symbionts in their work. In the future, the researchers intend to expand their work beyond forests and to continue trying to understand how climate change affects ecosystems.

Etiquetas: , , , , ,

Si te gustó esta entrada anímate a escribir un comentario o suscribirte al feed y obtener los artículos futuros en tu lector de feeds.

Comentarios

Aún no hay comentarios.

(requerido)

(requerido)


*

Responsable del tratamiento: FUNDACIÓN PARA EL CONOCIMIENTO MADRIMASD con domicilio en C/ Maestro Ángel Llorca 6, 3ª planta 28003 Madrid. Puede contactar con el delegado de protección de datos en dpd@madrimasd.org. Finalidad: Contestar a su solicitud. Por qué puede hacerlo: Por el interés legítimo de la Fundación por contestarle al haberse dirigido a nosotros. Comunicación de datos: Sus datos no se facilitan a terceros. Derechos: Acceso, rectificación, supresión, oposición y limitación del tratamiento. Puede presentar una reclamación ante la Agencia Española de Protección de datos (AEPD). Más información: En el enlace Política de Privacidad..