Patrones globales del microbioma de suelo superficial
Estudios acerca de la distribución biogeográfica de microorganismos se han enfocado más que nada en grupos taxonómicos específicos y no se han evaluado los patrones globales y el impacto de las interacciones bióticas en la biogeografía microbiana. En este estudio se utilizó metagenómica y secuenciación de los genes 16S, 18S e ITS, química de suelos y determinación de biomasa para determinar las relaciones entre diversidad genética, filogenética y diversidad y abundancia taxonómica como respuesta a diversos factores bióticos y abióticos. Esto se llevó a cabo utilizando 189 muestras de suelo superficial de distintas regiones del mundo con vegetación homogénea con poca intervención humana.
El gradiente de diversidad latitudinal (LDG) establece que la diversidad incrementa de los polos hacia los trópicos. Sin embargo, para las bacterias el pico de diversidad (tanto taxonómica como funcional) se encuentra a latitudes intermedias y disminuye hacia los polos y hacia el ecuador. Los hábitats boreales y tropicales contenían taxa más estrechamente relacionados, indicando una especialización de nicho más profunda a través de filtros ambientales más fuertes que requieren especialistas de nicho. La composición taxonómica bacteriana está correlacionada con variaciones ambientales, entre las que destaca el pH seguido de la media anual de precipitación.
En cambio, los hongos se ajustan al LDG en cuanto a diversidad taxonómica pero no a diversidad funcional que disminuyó en climas templados y fue inversa en relación a la latitud. Para hongos, los parámetros ambientales y la distancia geográfica estuvieron correlacionados con la composición taxonómica, siendo la relación C/N el factor más significativo. Por lo tanto, el incremento de hongos hacia mayores latitudes puede explicarse por ventajas adaptativas, como tolerancia a la escasez de agua/nutrientes y al desarrollo de hifas.
La proporción bacteria/hongo parece estar relacionada con la capacidad de los hongos de metabolizar diversos sustratos y la resistencia a antibióticos (ARG) de las bacterias, característica ligada a la producción de antibióticos por parte de los hongos que incrementa con altas proporciones de C/N. La abundancia relativa de Chloroflexi, Nitrospirae y Gemmatimonadetes resultó negativamente correlacionada con la presencia de ARGs, lo cual concuerda con reportes previos sobre el bajo contenido de ARGs de estos taxa. En cambio, la presencia de ARGs correlacionó positivamente con la presencia de Proteobacteria (alto contenido de ARGs) y con los hongos Ascomycota y Zygomycota. De manera más específica, la abundancia de ß-lactamasas, que actúan específicamente con antibióticos producidos por hongos, resultaron significativamente correlacionados con la abundancia de Ascomycota. Estos patrones se repiten en muestras metagenómicas de océanos procedentes del proyecto Tara Oceans.
Esta similitud entre distintos ambientes sugiere que la competencia entre recursos y factores climáticos deriva en un antagonismo eucariota-bacteriano tanto en ecosistemas terrestres como acuáticos. Esto indica que los cambios climáticos, consecuencia del calentamiento global, pueden afectar de manera diferencial a las comunidades de bacterias y hongos.
Bahram, M., Hildebrand, F., Forslund, S. K., Anderson, J. L., Soudzilovskaia, N. A., Bodegom, P. M., … Bork, P. (2018). Structure and function of the global topsoil microbiome. Nature, 560(7717), 233–237. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0386-6
