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Las Estructuras de una planta y el microbioma del suelo

El estudio que os muestro hoy me parece tan interesante como sospechoso, y más aún cuando se utilizan vocablos grandilocuentes del tipo “cambio de paradigma”, de una forma maniquea e inapropiada. Debo suponer que la responsabilidad es del “plumillas” de turno que ha redactado la nota de prensa. Más o menos, el hallazgo  más importante del estudio, que ser “corroborado” viene explicitado en su introducción: “Encuentran una relación entre la composición de las bacterias del suelo y las raíces, mientras que los hongos están más relacionados con la composición de la cubierta vegetal”. Vayamos parte, a parte, ante tal mezcolanza de aspectos que pueden ser interesantes, otros espurios, además de los presuntuosos cambios de paradigma que aventura el artículo. Estos últimos, en su trabajo de investigación, solo hacen uso de la aplicación de técnicas moleculares sofisticadas bastante recientes. Confundir la instrumentación novedosa como un salto cualitativo en ciencia solo se encuentra justificado si en verdad, da lugar a resultados que desbaraten los conocimientos aceptados hasta la hecha. Francamente, yo no detecto ninguno más que la sofisticación del instrumental. Resulta ser una falacia que no existan estudios sobre de distribución y geometría (algo que no parece ocurrir en el artículo de marras) de las raíces, así como de sus interacciones con el microbioma del suelo. También se han utilizado técnicas moleculares con vistas a la identificación de la diversidad o mejor dicho variabilidad genómica, ya que hablar de especies mediante tales técnicas no deja de ser más que una metáfora discutible. Del mismo modo, y para terminar, intentar sentar cátedra (generalizar), es decir generalizar, con el estudio de un único ecosistema singular concreto, al resto de la biosfera, atenta contra el método científico. Con esta desiderata no deseo escupir en la cara a los autores, sino a quien redactó tal nota de prensa, que, de paso padece de vaguedades propias de quien no conoce adecuadamente la bibliografía del pasado en este tema. Hemos ya escrito demasiados post como para destripar toda esta comedia, pudiendo encontrar las abundantes entradas escritas desde nuestra bitácora en las categorías (i) biología y ecología del suelo y (ii) Biomasa y Necromasa en los Suelos: Raíces y Materia Orgánica. Por todo ello, hemos acudido al resumen del artículo original, en donde obviamente la arrogancia de la artillería instrumental/ biológica pierde importancia, ya que numerosos equipos disponen de ella. Existen algunos aspectos que hasta este miserable bloguero describió en su tesina o tesis de licenciatura leída en ¡1980! Y que de hecho corroboraban los resultados de estudios previos de otros autores. Por ejemplo, la abundancia de nematodos fungívoros (que se alimentan de los hongos de las raíces) era mucho mayor en los suelos ácidos con restos vegetales ricos en compuestos ligno-celulósicos, mientras que los bacteriófagos/saprófagos (pero que en general se alimentan de microbios, ya sean bacterias o arqueas) medraban mucho más sobre restos vegetales menos leñosos, muy difíciles de descomponer y bajo un biomasa aérea de plantas cuyos restos foliares sean ricos en nutrientes, especialmente cierto en el caso de las leguminosas. Ellos utilizan técnicas sofisticadas y onerosas y yo, hace 40 años agua, una pequeña centrífuga y un lupa binocular. Por lo tanto la nota de prensa confunde el conocimiento con la instrumentación, extrayendo conclusiones generales de un caso singular. En mi opinión se trata de un mayúsculo despropósito.  Reitero que debe ser cuestión del “plumillas”, más que de los autores, o al menos eso creo. En cualquier caso se vender el oro de los tontos, como genuino metal precioso. Abajo encontrareis la nota de prensa y el resumen del artículo original traducido.  ¡sin más comentarios!.

Como describe Wikipedia: las diversidades: Desde hace ya bastante tiempo la mayoría de los ecólogos han coincidido en que la diversidad de especies debe ser distinguida en al menos tres niveles: La diversidad local o diversidad alfa (α), la diferenciación de la diversidad entre áreas o diversidad beta (β) y la diversidad regional o gamma (γ). La mayoría de estudios sobre diversidad se enfocan a la diversidad alfa, en forma de riqueza de especies.

Juan José Ibáñez

Continúa…….

Ejemplo de post previos dedicados a este tema

Microbioma del suelo, ecosistema y cambio climático; El Microbioma del Suelo (ejemplo de las praderas norteamericanas); por no hablar del necrobioma.

¿Cómo afectan las distintas partes de las plantas a los microorganismos del suelo?

Encuentran una relación entre la composición de las bacterias del suelo y las raíces, mientras que los hongos están más relacionados con la composición de la cubierta vegetal

Los microorganismos del suelo juegan un papel clave en el funcionamiento de procesos ecológicos fundamentales como el reciclado de nutrientes, la productividad primaria y la descomposición de la materia orgánica. El trabajo desarrollado por el equipo científico de la Universidad Rey Juan Carlos de Madrid (URJC), en colaboración con el departamento de Biodiversidad, Ecología y Evolución de la Universidad Complutense (UCM) y la Universidad de Arizona (Department of Ecology and Evolutionary Biology), supone un cambio de paradigma para las investigaciones que traten de descubrir las relaciones existentes entre las plantas y los microorganismos del suelo. “El objetivo principal de este estudio ha sido conocer si la composición de la cubierta vegetal, la medida empleada tradicionalmente, y la composición de raíces influyen de la misma manera en la diversidad microbiana del suelo”, explica Jesús López Angulo, investigador del área de Biodiversidad y Conservación y coautor del estudio.

Los resultados de este trabajo, publicado en la revista científica New Phytologist, demuestran que los estudios tradicionales de ecología del suelo basados exclusivamente en la cubierta vegetal producen resultados segados. Además, el modelo desarrollado por el equipo de investigación plantea la necesidad de dar un salto cualitativo considerando tanto la cubierta aérea como el sistema radical a la hora de estudiar las relaciones planta-microbio. Para ello, han usado un protocolo que incorpora simultáneamente información sobre la distribución de las raíces y de las partes aéreas de las plantas en el estudio de estas relaciones.

Identificar fragmentos de ADN para conocer la composición del suelo

En los ecosistemas secos y semiáridos como el mediterráneo, la extensión del sistema de las raíces de las plantas puede no corresponderse con la ramificación de la parte aérea. Gracias a innovadores avances en técnicas moleculares como el metabarcoding, hoy en día conocer las especies y abundancias de las raíces en el suelo es posible, como demuestra otro estudio desarrollado por este mismo grupo de investigación. Esta metodología, basada en la identificación de fragmentos de ADN, permite la identificación simultánea de todas las especies presentes en una muestra del suelo.

Para llevar a cabo la investigación, el equipo científico registró la posición de todas las plantas y recogió muestras de suelo en una parcela de un matorral mediterráneo en el sur de Madrid. Mediante la técnica del metabarcoding cuantificaron por primera vez la abundancia de raíces, hongos y bacterias. Posteriormente, usando diferentes herramientas de análisis estadístico, el equipo de investigación ha comprobado cómo la variedad, el tipo y la abundancia de raíces afecta a la diversidad de estos microorganismos. “Concretamente, hemos observado que la diversidad bacteriana cambia al variar tipo de raíces, mientras que los hongos responden a la variación de la cubierta vegetal”, destaca Jesús López Angulo.

Los autores del trabajo apuntan a que estos resultados pueden ser debidos a que las bacterias explotan los compuestos orgánicos exudados directamente por las raíces, mientras que los hongos están especializados en la degradación de compuestos más complejos como la lignina o la celulosa procedente de la hojarasca. 

 Referencia bibliográfica completa:

López-Angulo J, de la Cruz M, Chacón-Labella J, Illuminati A, Matesanz S, Pescador DS, Pías B, Sánchez AM, Escudero A. 2020. The role of root community attributes in predicting soil fungal and bacterial community patterns. New Phytologisthttps://doi.org/10.1111/nph.16754

Abstract del artículo original traducido el español-castellano

Roots are assumed to play a major role in structuring soil microbial communities, but most studies exploring the relationships between microbes and plants at the community level have only used aboveground plant distribution as a proxy. However, a decoupling between belowground and aboveground plant components may occur due to differential spreading of plant canopies and root systems. Thus, soil microbe–plant links are not completely understood.

Using a combination of DNA metabarcoding and spatially explicit sampling at the plant neighbourhood scale, we assessed the influence of the plant root community on soil bacterial and fungal diversity (species richness, composition and β‐diversity) in a dry Mediterranean scrubland.

 We found that root composition and biomass, but not richness, predict unique fractions of variation in microbial richness and composition. Moreover, bacterial β‐diversity was related to root β‐diversity, while fungal β‐diversity was related to aboveground plant β‐diversity, suggesting that plants differently influence both microbial groups.

Our study highlights the role of plant distribution both belowground and aboveground, soil properties and other spatially structured factors in explaining the heterogeneity in soil microbial diversity. These results also show that incorporating data on both plant community compartments will further our understanding of the relationships between soil microbial and plant communities.

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Se supone que las raíces desempeñan un papel importante en la estructuración de las comunidades microbianas del suelo, pero la mayoría de los estudios que exploran las relaciones entre los microbios y las plantas a nivel comunitario solo han utilizado la distribución de las plantas por encima del suelo como aproximación. Sin embargo, puede producirse un desacoplamiento entre los componentes de las plantas subterráneas y aéreas debido a la distribución diferencial de las copas de las plantas y los sistemas de raíces. Por lo tanto, los vínculos entre microbios y plantas del suelo no se comprenden completamente.

Utilizando una combinación de metabarcoding de ADN y muestreo espacialmente explícito a escala de vecindario de plantas, evaluamos la influencia de la comunidad de raíces de plantas en la diversidad bacteriana y fúngica del suelo (riqueza de especies, composición y diversidad β) en un matorral mediterráneo seco.

Encontramos que la composición de las raíces y la biomasa, pero no la riqueza, predicen fracciones únicas de variación en la riqueza y composición microbianas. Además, la diversidad β bacteriana se relacionó con la diversidad β de la raíz, mientras que la diversidad β fúngica se relacionó con la diversidad β de las plantas aéreas, lo que sugiere que las plantas influyen de manera diferente en ambos grupos microbianos.

Nuestro estudio destaca el papel de la distribución de las plantas tanto subterránea como aérea, las propiedades del suelo y otros factores estructurados espacialmente para explicar la heterogeneidad en la diversidad microbiana del suelo. Estos resultados también muestran que la incorporación de datos sobre ambos compartimentos de comunidades vegetales ampliará nuestra comprensión de las relaciones entre las comunidades de plantas y microbios del suelo.

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