Apenas Algumas Bactérias Usuais são Responsáveis pela Maior Parte do Uso de Carbono no Solo
Apenas alguns táxons bacterianos encontrados em comunidades ecológicas em todo o planeta são responsáveis pela maior parte da formação de carbono nos solos. Essas novas descobertas, feitas por cientistas da Northern Arizona University e também publicadas na Nature Communications, recomendam que, apesar da diversidade de taxa microbiana encontrada em solo selvagem coletado de quatro ecossistemas diferentes, apenas três dos seis grupos de bactérias são responsáveis pela maioria dos o uso de carbono que ocorreu.
O solo contém duas vezes mais carbono do que toda a vegetação da Terra; portanto, prever como o carbono é armazenado no solo e liberado como CO2 é crucial para compreender a dinâmica ambiental futura. O grupo de pesquisa, que incluiu pesquisadores do Pacific Northwest National Lab, Lawrence Livermore National Research Laboratory, University of Massachusetts-Amherst e West Virginia College, pergunta exatamente como esses procedimentos microbianos essenciais devem ser representados nos projetos climáticos do sistema terrestre.
“Descobrimos que alguns grupos de bactérias usuais realmente controlam a ciclagem de carbono”, afirmou Bram Stone, um cientista pós-doutorado no Centro de Pesquisa Científica e Cultura de Ecossistemas do Northern Arizona College, que liderou o estudo de pesquisa. “A era do sequenciamento forneceu uma visão inacreditável de quão variado é o mundo microbiano”, afirmou Stone, que agora está no Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico. “No entanto, nossas informações sugerem que, quando se trata de funções cruciais como a respiração do solo, pode haver muita redundância construída diretamente na área de terra. São alguns atores comuns e generosos que estão fazendo a maior diferença.”
Essas bactérias – Bradyrhizobium, Acidobacteria RB41 e Streptomyces – eram muito melhores do que seus equivalentes mais raros no uso de carbono existente no solo e nutrientes contribuídos para o solo. Quando o carbono e também o nitrogênio foram adicionados, essas já líderes árvores genealógicas de bactérias estabeleceram seu controle de nutrientes, demolindo mais e também se expandindo mais rapidamente em relação a vários outros táxons presentes. Embora os pesquisadores tenham identificado incontáveis organismos especiais, bem como milhares de categorias distintas ou coleções de espécies (por exemplo, o gênero Canis consiste em lobos, lobos da pradaria e também cães), apenas seis eram obrigados a compor mais da metade do uso de carbono, e apenas três foram responsáveis por mais da metade do uso de carbono no solo enriquecido com nutrientes.
Utilizando água identificada com isótopos únicos de oxigênio, Rock e sua equipe sequenciaram o DNA localizado em amostras de solo, aderindo aos isótopos de oxigênio para ver quais táxons os incluíam em seu DNA, um sinal que mostra crescimento. Este método, chamado de penetração de isótopos quantitativos constantes (qSIP), permite aos pesquisadores rastrear quais bactérias estão crescendo na terra selvagem no nível de taxa privada. Em seguida, o grupo contabilizou a riqueza de cada táxon e também projetou a eficiência com que os microrganismos absorvem o carbono do solo. O modelo consistindo em especificidade taxonômica, dimensão do genoma e desenvolvimento previu a liberação de CO2 determinada muito mais apropriadamente do que projetos que olhavam exatamente para quão abundante era cada grupo microbiano. Da mesma forma, revelou que apenas alguns táxons produziram a maior parte do CO2 que os pesquisadores observaram.
“Uma compreensão muito melhor de como os organismos individuais contribuem para o ciclo do carbono tem ramificações cruciais para lidar com a fertilidade do solo e reduzir a imprevisibilidade nas previsões de mudanças ambientais”, afirmou Kirsten Hofmockel, chefe da equipe de ciência de microbiomas do Pacific Northwest National Laboratory e co-autora do estudo de pesquisa . “Esta pesquisa separa a diversidade taxonômica e útil de microrganismos do solo e nos pede para considerar a biodiversidade de uma nova maneira.”
“Os dados do grupo microbiano que essa estratégia divulga nos permitem fazer investigações com mais nuances”, afirmou Rock. “Onde usamos para caracterizar uma comunidade microbiana por sua característica principal, o método que um estado inteiro é comumente relatado como tendo votado ‘a favor’ ou ‘contra’ uma sugestão de votação, atualmente, com qSIP, podemos ver que está conduzindo esse padrão maior – os ‘resultados eleitorais’, se você quiser – no grau de bairros microbianos individuais, quarteirões da cidade.
“Desta forma, podemos começar a identificar quais organismos do solo estão realizando recursos vitais, como o sequestro de carbono, e pesquisá-los com muito cuidado.”
Referência: “Nutrientes causam consolidação do fluxo de carbono do solo em pequena proporção da comunidade bacteriana” por Bram W. Stone, Junhui Li, Benjamin J. Koch, Steven J. Blazewicz, Paul Dijkstra, Michaela Hayer, Kirsten S. Hofmockel, Xiao-Jun Allen Liu, Rebecca L. Mau, Ember M. Morrissey, Jennifer Pett-Ridge, Egbert Schwartz e Bruce A. Hungate, 7 de junho de 2021, Nature Communications .
DOI: 10.1038 / s41467-021-23676-x
