La Vida y Formación del Suelo en los Desiertos: Las Costras Biológicas del Suelo

Hoy os hablaremos de una interesantísima aportación a la génesis de los suelos desérticos (cálidos y frios) publicada recientemente en la Revista SSSA. Se trata del papel que desempeñan las costras biológicas del suelo propiciadas por la acción de las cianobacterias (bacterias fotosintéticas) que habitan en su superficie. Ellas comienzan a generar las estructuras edáficas, atrapan las partículas finas atmosféricas que arrastra el viento desértico y finalmente ayudan a retener el ansiada e indispensable agua que se precipita muy ocasionalmente, poniendo a disposición de las comunidades microbianas edáficas y las plantas. Empero estas costras son muy susceptibles a las perturbaciones físicas, tardando años en recuperarse, tanto tras el pisoteo humano o del ganado como del tráfico de vehículos. De este modo el ecosistema se degrada o tarda años en recuperarse. Entendemos, que los ciudadanos piensen que al pisar un suelo yermo en el desierto no generen perjuicio alguno, al contrario de lo que pudiera ocurrir en un vergel repleto de vida. Sin embargo, la ciencia nos muestra que ocurre todo lo contrario. La nota de prensa se me antoja tan interesante y didáctica que, en lugar de elucubrar más de la cuenta, me remito a traducirla. Merece la pena leerla os lo aseguro. Vamos allá (…)

Paisaje fundamentalmente constutuido por costras biológicas en ambientes desérticos. Fuente: Revista “Environmental Research Letters”. Walker et al. 2012

Juan José Ibáñez

Key to Life in the Desert: What New Research Reveals About the Importance of Soil Crusts

ScienceDaily (July 20, 2012) — Deserts creep outward in various directions across the western United States. The dry wind shuttles clouds of sand across the landscape, leading the charge to take over surrounding land, advancing the growing desertification problem.

Existe la posibilidad de restaurar estos ambientes áridos y prevenir la desertificación en la superficie de los suelos desérticos, según una nueva investigación llevada a cabo por la Sociedad Americana de Agronomía y la Sociedad Americana de la Ciencia del Suelo, de la mano de  Mandy Williams, Directora del laboratorio en la Escuela de Ciencias de la vida en la Universidad de Nevada, Las Vegas. Ella describe la compleja mezcla de microrganismos  que alfombran la superficie  y son denominadas costras biológicas del suelo (BSC). Los organismos se fusionan con las partículas del suelo, estabilizando las mencionadas BSC,  formando frágiles picos sobre la superficie que influyen en una variedad de procesos vitales en los ambientes edáficos desérticos. Williams alega que este tipo de costras actúan como un mulch (cobertura protectora) de vida a través de estos ambientes hiperáridos, protegiendo la superficie edáfica de los procesos erosivos. Una vez el suelo superficial resulta perturbado, resulta muy propenso a perder lo que pocos recursos que permanecen disponibles en su interior.

Costras Biológicas del suelo: Fuente Plant Functional Ecology

The hope for restoring these arid environments and preventing further desertification may exist on the surface of the desert itself, according to new research by American Society of Agronomy and Soil Science Society of America Member Mandy Williams, a lab manager in the school of Life Science at the University of Nevada — Las Vegas. She describes the complex blend of microorganisms carpeting arid environments as biological soil crusts (BSC). The organisms fuse with soil particles, stabilizing desert crusts and forming fragile peaks in the soil that influence a variety of processes to allocate important resources. Williams says, «These crusts kind of act like a living mulch across a desert, by protecting the surface from erosion. Once you disturb the soil surface, you’re more likely to lose what little resources are available there.»

Williams, junto con otros dos investigadores UNLV, realizan una investigación detallada sobre las muestras de BSC  a nivel micromorfológico en el desierto de Mojave con vistas a entender mejor la formación, estructura y el rol desempeñado por las costras biológicas del en ambientes áridos. Sus hallazgos, publicados en la edición de septiembre-octubre de la Revista ASSS muestran las estructuras edáficas internas del suelo interior del complejo costroso sugiriendo una rica historia genética, así como la variedad de procesos de formación que en ellas ocurren.

Microrelieve de las Costras Biológicas del suelo: Fuente Renewable Energy in the California Desert

Williams, along with two other UNLV researchers, performed an in-depth micromorphological investigation of BSC samples from the Mojave Desert to better understand the formation, structure, and significant role soil crusts play in arid environments. Their findings, being released in the September-October edition of Soil Science Society of America Journal, show complex internal soil structures suggesting a rich genetic history and a variety of formation processes.

El desarrollo de las BSC comienza con la acción de las cianobacterias, un filo de bacterias fotosintéticas. Estas bacterias forman costras lisas sobre la superficie,  del desierto,  fortaleciendo  las estructuras edáficas que llegan a sellar su superficie frente a loa agentes erosivos. Ciclos de humectación-desecación causan que el suelo recién formado por las BSC se expandan y contraigan cíclicamente, dejando grietas en la corteza que al secarse atrapan el polvo en suspensión que corre sobre la superficie desértica. Sin embargo, este polvo es una fuente importante de nutrientes en los susodichos ambientes, en donde se carece de materia orgánica y nutrientes esenciales deben migrar al desierto desde otros entornos.

The development of BSC begins with cyanobacteria, a phylum of photosynthetic bacteria. These bacteria form smooth crusts on the desert surface and strengthen soil structure by sealing off the surface to effects of erosion. Wet-dry cycles cause this newly formed soil crust to expand and contract, leaving cracks in the crust that trap dust as it blows over the desert surface. Yet, dust is an important source of nutrients in the Mojave Desert, where organic matter is lacking and much-needed nutrients must migrate to the desert from surrounding environments.

Costras Biologicas del Suelo Fuente NatonalPak Service Utah

Mientras tanto, las cianobacterias forman alrededor de las partículas en el suelo, formando gruesas capas de los granos finos sedimentados atrapados de las partículas atmosféricas tos dando lugar a una cubierta pegajosa. Durante muchos años, estas estructuras y las bacterias que albergan crecen dando lugar a un micro-relieve (con micro-picos dentados) que atrapan más partículas, continuando su evolución y crecimiento. Estos picos son extremadamente frágiles y sensibles a los impactos físicos tales como el tráfico de vehículos, peatones y pastoreo. Los BSC también afectan la distribución del agua en los ambientes áridos. En el horizonte Av del suelo  las finas partículas de polvo se depositan, formando poros que atrapan aire en el seno del suelo. Cuando las eventuales lluvias caen tales cavidades se rellenan de agua en la superficie que a la postre utilizan los microrganismos del suelo y las plantas cuando más l necesitan.

Meanwhile, cyanobacteria weave around particles in the soil, forming thick layers of fine grains by trapping sediments in a sticky casing. Over many years, these bacteria-soil mixtures grow into jagged micro-peaks that accrete more dust and continue to evolve. These peaks are extremely fragile and sensitive to physical impacts such as vehicles, foot traffic, and grazing. BSC also impacts water distribution in arid environments. In the Av soil horizon, fine dust particles settle and pockets of air form beneath the soil. These cavities trap water at the surface to be used by soil microbes and desert plants when it’s needed most.

Sin embargo los resultados de esta nueva investigación también dan lugar a una seria preocupación en lo concerniente a la restauración de los ecosistemas áridos.   Los útiles BSC  tras una perturbación requieren años para recuperarse en función de las condiciones ambientales, más o menos favorables. Williams comenta que estas costras bilógicas (BSC) resultan ser enormemente importantes que deben ser preservadas a toda costa, no sólo en el proceso de restauración de tales estructuras, sino de todo el ecosistema desértico.

But this new research reveals, recovery of valuable BSC after a disturbance, can take years, depending on several environmental factors. Williams.says, «These crusts form important features that must be considered, not only for the restoration of crusts, but entire desert ecosystems in the future.»

Story Source: The above story is reprinted from materials provided by Soil Science Society of America (SSSA).

Journal Reference: Amanda J. Williams, Brenda J. Buck and Mengesha A. Beyene. Biological Soil Crusts in the Mojave Desert, USA: Micromorphology and Pedogenesis. Soil Science Society of America Journal, 2012 (in press) DOI: 10.2136/sssaj2012.0021