El cambio climático está dañando el suelo necesario para el crecimiento de los cultivos

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Las condiciones climáticas extremas causadas por el cambio climático pueden tener un más impacto negativo en el suelo y los ecosistemas de plantas que los científicos pensaban anteriormente, según un nuevo estudio.

Un equipo internacional de investigadores dirigido por la Universidad de Manchester en el Reino Unido estudió cómo la sequía afecta el suelo a nivel microbiano y descubrió que estos organismos subyacentes están siendo alterados de maneras que podrían ser perjudiciales para el ecosistema en general.

La investigación llega en un momento en que una cantidad cada vez mayor de sequías y olas de calor están afectando tanto al suelo del Reino Unido como a la comunidad global.

La investigación se publica en la revista Nature Communications.

La importancia de los microbios del suelo

El suelo alberga comunidades microbianas muy diversas que son responsables de producir el suelo necesario para el crecimiento de los cultivos, así como para limpiar el agua y regular las emisiones de gases de efecto invernadero.

“Los microbios realizan procesos importantes en el suelo; "descomponen materia orgánica, como hojas y raíces de plantas muertas, y al hacerlo controlan el equilibrio entre el carbono que permanece en el suelo y el carbono que se libera a la atmósfera como CO2", dijo Franciska de Vries, investigador sénior de la Facultad de Ciencias Ambientales y autor principal del estudio.

Este proceso de descomposición también libera nutrientes para el crecimiento de las plantas, pero todas estas funciones pueden verse afectadas por las alteraciones climáticas, explicó De Vries.

Estudios previos han mostrado cómo los diferentes componentes de la comunidad microbiana responden de manera diferente a la sequía, y los hongos del suelo son generalmente más resilientes al cambio climático que las bacterias, explicaron los investigadores.

Sin embargo, estos estudios se han centrado casi exclusivamente en propiedades únicas de las comunidades microbianas, más que en las interacciones directas e indirectas que ocurren dentro de los organismos que coexisten en el suelo.

"Las interacciones entre microbios pueden darnos información sobre cómo su comunidad se verá afectada por los cambios en su entorno", dijo de Vries.

"Cuando una especie depende completamente de otra especie, por ejemplo porque esa especie pone a disposición un recurso crucial para las otras especies, y esa especie se extingue, entonces las otras especies también se extinguirán".

En cambio, los investigadores querían adoptar un enfoque más holístico para estudiar los ecosistemas del suelo.

El estudio

Para el estudio, los investigadores secuenciaron el ADN del suelo y probaron los efectos de la sequía en cuatro especies de plantas de pastizales comunes.

Imagen: Universidad de Manchester

“Estas son especies que están creciendo a nuestro alrededor; ”, dijo De Vries, en nuestros jardines, pero también en pastizales y en praderas de heno de tierras altas.

“Además, las especies de pastizales son especies modelo ideales porque crecen rápido y puedes manipularlas fácilmente y plantar diferentes comunidades en macetas”.

Luego, los investigadores cuantificaron las respuestas de las comunidades de plantas, las redes bacterianas y fúngicas del suelo y los flujos de gases de los invernaderos en respuesta a la sequía.

Los resultados

Los resultados muestran que las redes bacterianas y fúngicas difieren significativamente en las propiedades clave que pueden afectar su reacción bajo perturbación.

Por ejemplo, las redes bacterianas exhibieron propiedades más desestabilizadoras que las redes fúngicas, y esos efectos fueron estimulados por la sequía.

Además, los investigadores encontraron un aumento en la abundancia de cierta hierba de rápido crecimiento y tolerante a la sequía.

Esto podría afectar el suelo porque la mayor vegetación de la superficie viene con una mayor tasa de ciclo del agua de las plantas a la atmósfera, lo que reduce la humedad general del suelo.

"Este trabajo nos muestra que es importante observar tanto las interacciones entre las plantas y los microbios, como las interacciones entre los microbios en sí, por su respuesta al cambio climático", dijo De Vries.

"Muestra que la sequía puede tener impactos duraderos en las comunidades y redes bacterianas a través de la cambiante composición de la comunidad de plantas, y que estos cambios podrían hacer que estos sistemas sean más vulnerables a una futura sequía, que ciertamente se espera con el cambio climático".

Continuando el estudio

En medio de un clima que cambia rápidamente, los investigadores esperan continuar mirando el suelo para determinar los impactos actuales y futuros de la sequía en los organismos subterráneos.

“Nuestro verano caluroso y seco este año es un 'despertar' para prepararse para futuras tensiones climáticas,
Nick Ostle, dijo en un comunicado un profesor del Centro Ambiental Lancaster y coautor del estudio.

"Acabamos de tener los diez años más calurosos en la historia del Reino Unido. Este trabajo muestra que las continuas sequías del verano cambiarán la biología del suelo. Esto es importante ya que planificamos para garantizar la seguridad alimentaria que depende de un suelo saludable ".

Actualmente, De Vries está investigando los mecanismos exactos a través de los cuales las plantas afectan la respuesta de los microbios del suelo y los procesos que llevan a cabo.

"En esta investigación, presumo que los exudados de las raíces, que son mezclas complejas de azúcares, ácidos orgánicos y moléculas de señalización que son liberadas por las raíces de las plantas en el suelo, desempeñan un papel importante en esto", dijo.

"También estoy analizando con más detalle las comunidades microbianas, centrándome en sus rasgos y cómo podrían determinar su respuesta a la sequía, inundaciones, olas de calor y oleadas de frío".

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