Los Microrganismos del Suelo y Gradientes Latitudinales y Altitudinales (micorrizas y patógenos)
Fuente: Colaje imágenes Google
Desde hace tiempo se ha comprobado que tanto en plantas como en los microorganismos del suelo siguen patrones o gradientes altitudinales (de la base a las cimas de las montañas) y latitudinales (del Ecuador a los polos). Sin embargo, en la década de 2010 a 2020 ciertos expertos desmintieron las relaciones y desacoplaron los patrones de diversidad de las plantas y la de los microbios del suelo por no ser similares. Todo se quedó en una conjetura, hasta donde alcanza mis conocimientos, aunque personalmente aun albergo dudas (…).
En la entradilla de hoy os ofrecemos dos noticias al respecto, procedentes de EE. UU. y China que abundan en estas indagaciones. Empero ninguna añade nada nuevo o mezcla triturada en una batidora (barullo) del cual es difícil extraer sustancia.
Cabe precisar que a la hora de redactar este post y, debido al creciente interés acera de la variabilidad climática, muchos colegas intenten redactar sus artículos anteponiéndola a otras formas de enfocar el tema. Del mismo modo, no se puede declinar la balanza acerca del “presunto” antagonismo entre patógenos y micorrizas en lo concernientes a entender los gradientes de biodiversidad vegetal, partiendo de este tipo de experiencias realizadas con otros propósitos.
Más aun, omiten el importante papel del tiempo evolutivo en la biodiversidad de los ensamblajes. Cuando más tiempo ha transcurrido en la estructuración de los ecosistemas, tanto más afectará a su composición y patrones espaciales de distribución. Existe también un sabor a determinismo edáfico, sin tener en cuenta que otras muchas variables entran en juego y entre ellas se especifica poco o nada acerca de los tipos taxonómicos del suelo que tanta influencia tienen y su edafodiversidad. Para empeorar la situación, en el trabajo chino tan solo se muestrea hasta 10 cm de profundidad. Mientras que en el otro no queda claro. Debemos recordar que analizar exclusivamente los cm superficiales del suelo, ni nos ofrece una imagen de su biodiversidad global, y tan solo de aquella porción más sensible al clima, es decir cerca de su superficie. Cuando se muestra el conjunto del perfil se detectan microbiomas microbianos mucho más diversos, y en parte menos dependientes del clima. Y este hecho ha sido demostrado sobradamente, por lo que no abundaremos en el tema.
Luego nos topamos con que, en estas redes de investigadores, que aun utilizando los mismos protocolos, no se suelen obtener los mismos resultados. También debe incluirse en esta caja de pandora algoritmos, simulaciones empleadas con sus sesgos inherentes y bla. bla, bla.
Desde luego así no vamos a ninguna parte. No entiendo a lo que se refiere la dispersión microbiana en un gradiente latitudinal cuando hablamos de organismos que se mueven en el seno del medio edáfico, y que raramente se movilizan a grandes distancias, a no ser que se den eventos como el deslizamiento de suelos en una ladera, que siempre acaecen en la misma dirección.
Finalmente, os muestro fragmentos otra noticia sobre nuevas especies descubiertas sobre la que deberíamos reflexionar antes de generalizar tanto con tan poco como rascar la superficie de un suelo: “»Aunque los hongos son uno de los tres grupos principales de eucariotas, junto con las plantas y los animales, la mayor parte de la diversidad fúngica sigue sin descubrirse. Solo se conocen entre el 5% y el 10% de todas las especies existentes. Las especies de hongos no descritas no solo se encuentran en áreas remotas e inexploradas, sino que se pueden encontrar en todos los entornos del planeta”.
Resumiendo, no sé lo que nos deparará la IA en lenguaje natural, pero dudo que ofrezca algo con menos sustancia. En otras palabras, nada que ofrecer ante los posts ya editados y uno de próxima aparición en esta bitácora. ¡Publica o perece! ¿No? ¡Eso debieron pensar! Si estudias el impacto de la variabilidad climática sobre la biodiversidad y exclusivamente escoges la capa más afectada por aquella, el éxito está asegurado ¿verdad?
Juan Jose Ibáñez
Post previous sobre el tema
La Biodiversidad de los Hongos del Suelo a Escala Global
El Reino de los Hongos del Suelo: Diversidad fúngica
Juan José Ibáñez
Continúa……..
La investigación encuentra que la limitación de dispersión dependiente del clima juega un papel importante en el microbioma del suelo de montaña
por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
Sitios de estudio, diseño experimental y marco conceptual.Crédito: Ecografía (2023). DOI: 10.1111/ecog.07049
Las comunidades microbianas son muy diversas, pero los mecanismos que subyacen al ensamblaje de la comunidad microbiana no se comprenden bien. En 1967, Daniel Janzen planteó la hipótesis de que la baja variabilidad climática a lo largo de los gradientes altitudinales da lugar a mayores restricciones en la migración animal y la dispersión de plantas para los taxones tropicales en comparación con los taxones templados.
En un estudio publicado en Ecohydrology, investigadores del Jardín Botánico Tropical de Xishuangbanna (XTBG) de la Academia China de Ciencias y sus colaboradores trataron de examinar si la hipótesis del paso de montaña de Janzen se aplica a los microorganismos, lo que sugeriría que tanto la limitación de la dispersión como la selección ambiental impulsan los patrones de β diversidad microbiana.
Los investigadores analizaron los cambios en las diferencias de la comunidad microbiana, los tamaños de los rangos de distribución y los procesos ecológicos, a lo largo de los gradientes altitudinales en tres ecosistemas montanos que representan un gradiente de variabilidad climática.
Utilizaron bacterias y hongos del suelo a través de tres gradientes climáticos de climas tropicales, subtropicales y subalpinos para explorar los patrones, impulsores, mecanismos y respuestas de la diversidad microbiana del suelo de montaña al cambio climático.
Encontraron que el clima (superposición climática y diferencias entre elevaciones), el grado de variabilidad climática y la distancia espacial desempeñaban un papel dominante en el patrón de la diversidad beta microbiana y el tamaño de los rangos de distribución de especies a lo largo del gradiente altitudinal.
Además, encontraron que las áreas montañosas con baja variabilidad climática y superposición tenían una mayor diversidad beta y endemismo, rangos de distribución de especies más pequeños y tendencias de descomposición de distancias más pronunciadas. Sin embargo, todos los microbiomas de montaña mostraron procesos consistentes de nicho y limitación de la dispersión impulsados por el clima, lo que sugiere que la capacidad de dispersión de los microbios de montaña es limitada y está fuertemente restringida por las condiciones climáticas, por lo que la diversidad microbiana se ve gravemente afectada en el contexto del cambio climático.
«Nuestro estudio mostró que la hipótesis de la montaña Janzen también se aplica al proceso de ensamblaje comunitario de las comunidades microbianas. Demostró que la limitación de dispersión dependiente del clima jugó un papel importante en el microbioma del suelo de montaña«, dijo Yang Jie de XTBG.
Más información: Yazhou Zhang et al, Impulsores y mecanismos que contribuyen a los patrones de β‐diversidad microbiana y a los tamaños de rango en las montañas a través de un gradiente de variabilidad climática, Ecografía (2023). DOI: 10.1111/ecog.07049
Información de la revista: Ecografía
Los hongos del suelo pueden ayudar a explicar el gradiente global de la diversidad forestal
por la Universidad de Maryland en el Condado de Baltimore
Un artículo publicado en Nature Communications Biology contribuye a la creciente apreciación del papel descomunal que desempeñan los microbios en todo, desde la digestión humana hasta el rendimiento de los cultivos: los microbios en el suelo, los hongos en este caso, parecen estar influyendo en la diversidad forestal a escala global.
Los bosques de la Tierra exhiben un marcado gradiente desde el ecuador hacia los polos: los bosques tropicales cercanos al ecuador tienden a incluir un gran número de especies diferentes, mientras que los bosques más cercanos a los polos albergan menos diversidad de plantas.
Una explicación para este fenómeno sostiene que los patógenos del suelo, incluidas las bacterias y los hongos, ayudan a crear este gradiente. Los patógenos específicos de la especie se acumulan cerca de los árboles adultos, y su abundancia puede disminuir el éxito de los juveniles que crecen cerca de sus padres, promoviendo así la diversidad de especies. Este efecto es más fuerte en climas cálidos y húmedos, lo que contribuye a la mayor diversidad en los bosques cercanos al ecuador.
Sin embargo, un nuevo estudio dirigido por Camille Delavaux, científica principal de la ETH de Zúrich en Suiza, añade un giro a esta historia establecida. Los hongos micorrícicos —hongos del suelo que forman relaciones mutuamente beneficiosas con la mayoría de las raíces de las plantas en todo el mundo— parecen estar contrarrestando los efectos de los patógenos nocivos del suelo de maneras que influyen en los patrones globales de diversidad forestal.
«Este artículo proporciona un mecanismo adicional que puede ayudar a explicar por qué la diversidad de la composición de los bosques difiere con la latitud, y un poco más sobre cómo los microbios pueden regular los patrones de diversidad en todo el planeta«, dice Matthew Baker, profesor de geografía y sistemas ambientales en la Universidad de Maryland, Condado de Baltimore (UMBC) y coautor del nuevo estudio.
Los microbios influyen en la diversidad de los árboles
Las dos clases principales de estos hongos mutualistas, ectomicorrícicos y micorrícicos arbusculares, pueden mejorar la supervivencia de los juveniles. Sin embargo, el artículo de Delavaux y sus colegas encontró que los hongos ectomicorrícicos tienen un efecto más pronunciado. Los hongos ectomicorrícicos forman una vaina o envoltorio alrededor de las raíces de las plantas, que los investigadores creen que puede proteger directamente a las plantas contra los patógenos. Las ectomicorrizas son más comunes en latitudes más altas, y también es más probable que sean especialistas en sustentar una sola especie de árbol.
Los hongos arbusculares son más comunes cerca del ecuador y pueden ofrecer menos protección contra los patógenos. También es menos probable que se especialicen con una especie de árbol en particular. Eso significa que es más probable que animen a diferentes especies de árboles a crecer cerca.
El nuevo artículo encontró evidencia inicial tanto de los efectos promotores de la diversidad de los hongos arbusculares como de los efectos reductores de la diversidad de los hongos ectomicorrícicos, «lo que parece sugerir que estos mecanismos podrían muy bien desempeñar un papel en los patrones impulsores de la biodiversidad global en las especies arbóreas«, explica Baker.
Los hallazgos del equipo de investigación, junto con la comprensión previa de estos hongos, pueden explicar patrones bien conocidos de diversidad de árboles forestales asociados con la latitud. «Y eso es emocionante», dice Baker. «Los patrones globales de biodiversidad pueden no ser únicamente el resultado de relaciones antagónicas entre los árboles y sus patógenos, sino también de las relaciones simbióticas con los hongos en los suelos«.
Una red mundial para las ciencias forestales
«Estos hallazgos solo fueron posibles gracias a una impresionante red global de parcelas forestales administradas por la Red de Observatorios Forestales Globales de la Tierra (ForestGEO) de la Institución Smithsonian«, explica Delavaux. Para ser miembro de la red, los investigadores de los sitios de ForestGEO deben comprometerse a inventariar los árboles en sus parcelas cada cinco años, lo que implica registrar el tamaño y las coordenadas precisas de cada árbol dentro de los límites de la parcela con un diámetro de al menos una pulgada. Algunos sitios también recopilan datos sobre la vida silvestre, la microbiota del suelo y otros métodos utilizando protocolos estandarizados establecidos por la red. El estudio actual utilizó datos de 43 de las 77 parcelas globales de ForestGEO, incluida una parcela en el campus principal de la UMBC.
The network «reflects the willingness of people in the scientific community to pool resources for the greater good,» Baker says. In UMBC’s case, student volunteers, led by graduate student Anita Kraemer, collected the vast majority of the data.
Diferentes bosques, diferentes microbios
Las dos parcelas de 6,25 hectáreas (aproximadamente 15 acres) de la UMBC son únicas en otros aspectos: fueron las primeras parcelas urbanas y templadas de ForestGEO cuando se unieron a la red en 2012 por iniciativa de Erle Ellis, profesor de geografía y sistemas ambientales y coautor del nuevo artículo, y el estudiante graduado Jonathan Dandois. Dandois completó su doctorado en geografía y sistemas ambientales en 2013 y ahora es el gerente de Sistemas de Información Geográfica en la Universidad Johns Hopkins.
Las parcelas de UMBC incluyen bordes de bosque (adyacentes a las instalaciones del campus como canchas de tenis, estacionamientos y una piscina) y contienen una variedad de especies exóticas además de plantas nativas. Como resultado, la diversidad de especies de las parcelas por unidad de área supera a la de otros bosques templados y rivaliza con algunas de las parcelas de bosque tropical de la red. Esas observaciones han alimentado el trabajo reciente de Baker sobre los bosques urbanos.
Los nuevos hallazgos sobre el papel de los hongos en la estructura forestal global pueden ser solo el comienzo de la comprensión de cómo los microbios impulsan los patrones de biodiversidad global. «La comunidad científica está en la etapa de aprendizaje sobre la apreciación de la diversidad de los diferentes tipos de microbios del suelo y su distribución en todo el planeta», dice Baker, «e investigadores como el Dr. Delavaux están ampliando nuestra comprensión».
Delavaux está entusiasmado con la idea de continuar con el trabajo relacionado en el futuro. «La investigación futura aprovechará los datos disponibles del censo de árboles y generará datos adicionales de secuenciación genética microbiana de 30 parcelas para vincular directamente el microbioma con la estructura de la comunidad vegetal«, dice.
Más información: Camille S. Delavaux et al, Las retroalimentaciones micorrícicas influyen en la estructura y diversidad de los bosques mundiales, Communications Biology (2023). DOI: 10.1038/s42003-023-05410-z
Información de la revista: Biología de las Comunicaciones
Las diez principales especies de plantas y hongos nombradas nuevas para la ciencia en 2023
por el Real Jardín Botánico de Kew
La Dra. Raquel Pino-Bodas, investigadora asociada honoraria en Biología Comparada de Hongos en RBG Kew, dice: «Aunque los hongos son uno de los tres grupos principales de eucariotas, junto con las plantas y los animales, la mayor parte de la diversidad fúngica sigue sin descubrirse. Solo se conocen entre el 5% y el 10% de todas las especies existentes. Las especies de hongos no descritas no solo se encuentran en áreas remotas e inexploradas, sino que se pueden encontrar en todos los entornos del planeta.
«Es absolutamente fundamental que recojamos el guante. Entre esta increíble diversidad de especies de hongos, estamos obligados a descubrir nuevas fuentes de alimentos, medicamentos y otros compuestos activos útiles que pueden ayudarnos a encontrar soluciones basadas en la naturaleza para algunos de los mayores desafíos a los que nos enfrentamos hoy en día».