Los cambios ambientales antropogénicos afectan la biomasa y estructura de las comunidades microbianas

Se les llama factores de cambio global (GCFs) a una serie de repercusiones de las actividades humanas en el medio ambiente como el enriquecimiento del dióxido de carbono atmosférico (eCO2), la deposición del nitrógeno atmosférico (N) y el cambio de uso de suelo (LUC), entre otros. Gracias a un gran número de estudios, se sabe que los GCFs están causando una pérdida considerable de la biodiversidad de plantas y animales. Sin embargo, todavía no hay consenso sobre el efecto de estos factores sobre los microorganismos, que son componentes clave en los ciclos biogeoquímicos. Con el fin de tener una perspectiva amplia, Zhenghu Zhou, Chuankuan Wang y Yiqi Luo hicieron un meta análisis de los impactos de los GCFs en la diversidad y funcionalidad en comunidades microbianas en el suelo, sintetizando 1235 observaciones de 341 publicaciones que incluyeran análisis de microbiomas por secuenciación masiva, medidas de algún GCF y que hayan hecho comparaciones en campo en un intervalo de por lo menos un año. Además, incorporaron datos de parámetros funcionales delas comunidades bacterianas como respiración, desnitrificación y las actividades de algunas enzimas como la celulasa y la ureasa. Para analizar todos estos datos, usaron tasas de respuesta (RRs) que definieron como el logaritmo del cociente de los valores del grupo tratamiento entre los del grupo control.

Sus resultados revelaron que el impacto de los CGFs en la diversidad alfa y beta es variable pero pequeño y que en general estos cambios están generando una pérdida de OTUs de baja abundancia. Una observación sorprendente es que el cambio de uso de suelo tuvo un efecto positivo en la diversidad alfa, lo cual es diametralmente opuesto a lo que ocurre con las comunidades de plantas. Al observar que los los valores absolutos de tasas de respuesta de riqueza eran consistentemente mayores que los RR del índice de Shannon, concluyeron que las especies raras son particularmente sensibles a los GCFs. Asimismo encontraron que el descriptor de la diversidad más sensible a los GCFs fue el RR de la estructura de la comunidad, que en todos los casos fue significativamente mayor a cero.

Al descomponer las comunidades en bacterias, hongos y gremios funcionales, encontraron patrones distintos, sobre todo en la respuesta a los cambios de precipitación (PPT+ y PPT-), en donde la diversidad de hongos aumentó al disminuir la precipitación y la diversidad bacteriana creció al aumentar la precipitación. Estos resultados demuestran un desacoplamiento de las respuestas de microorganismos y macroorganismos a los GCFs. Al hacer una prueba de selección de modelos, encontraron que el cambio de pH por efecto de los GCFs fue el mayor predictor de cambios en las RRs de diversidad alfa.

Cuando los autores evaluaron las RRs de biomasa y funionalidad, encontraron que ambas son reducidas por el cambio de uso de suelo de forma significativa. Por otro lado, la temperatura, el aumento en precipitación, la adición de N combinado con aumento en precipitación y la adición de nutrientes aumentaron la funcionalidad. Curiosamente, el efecto de los GCFs sobre las RRs de la diversidad alfa difiere al de las RRs de la funcionalidad y de hecho esta relación tiene una pendiente negativa. Este último efecto fue igual para las RRs de biomasa, lo cual puede ser efecto de la redundancia funcional en las comunidades. Así pues, los autores concluyeron que los cambios inducidos por los GCFs sobre la diversidad alfa no tienen efecto en los cambios de funcionalidad en las comunidades microbianas.

Este valioso estudio nos ayuda a entender los efectos de los GCFs sobre las comunidades bacterianas en el suelo y nos ayuda a formular nuevas preguntas sobre la interacción planta-rizobioma en este mundo cambiante.

Zhou, Z., Wang, C. & Luo, Y. Meta-analysis of the impacts of global change factors on soil microbial diversity and functionality. Nat Commun11, 3072 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-16881-7