Vivo o muerto: los microorganismos en el suelo dan forma al ciclo global del carbono

Vivos o muertos, los microorganismos del suelo juegan un papel importante en el ciclo biogeoquímico del carbono en la biosfera terrestre. Pero, ¿cuál es el papel específico de la muerte de las bacterias, los hongos y la microfauna que componen el microbioma del suelo?

Ese es el tema de una nueva revisión realizada por científicos y colaboradores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL). El artículo, que aparece en Nature Reviews Microbiologíadescribe cómo los microorganismos vivos y muertos influyen fuertemente en la biogeoquímica terrestre al formar y descomponer la materia orgánica del suelo, la reserva terrestre más grande del planeta de carbono orgánico y nitrógeno, y una fuente principal de otros macronutrientes y micronutrientes cruciales.

Al dar forma a la renovación de la materia orgánica del suelo, los microorganismos del suelo influyen en las concentraciones atmosféricas de CO₂ y el clima global, además de ayudar a proporcionar servicios ecosistémicos cruciales como la fertilidad del suelo, el secuestro de carbono, la productividad de las plantas y la salud del suelo.

«Nuestra nueva comprensión de cómo la materia orgánica circula por el suelo enfatiza la importancia de los microorganismos vivos y muertos en la formación del carbono orgánico del suelo. Cada vez es más posible aprovechar esta comprensión dentro de los modelos biogeoquímicos y predecir mejor el funcionamiento del ecosistema bajo nuevos regímenes climáticos», dijo. El científico del LLNL Noah Sokol, autor principal del artículo.

El microbioma del suelo es la comunidad más diversa de la biosfera y contiene al menos una cuarta parte de la biodiversidad total de la Tierra. Decenas de millones de especies de bacterias, arqueas, hongos, virus y microeucariotas coexisten bajo tierra, aunque solo unos pocos cientos de miles han sido caracterizados en detalle. Un solo gramo de suelo superficial puede contener más de 109 células bacterianas y arqueas, billones de virus y decenas de miles de protistas. Pero la influencia del microbioma del suelo en la biogeoquímica se extiende mucho más allá de las actividades metabólicas de los organismos vivos.

«Los microorganismos muertos se acumulan en el suelo a medida que sus restos celulares se adhieren a la matriz mineral. Su biomasa muerta puede representar hasta el 50 % de la reserva de materia orgánica del suelo. Esto significa que la biomasa microbiana muerta en el suelo es una de las existencias más grandes de carbono orgánico en el planeta», dijo Jennifer Pett-Ridge, líder del proyecto LLNL y jefa del Área de enfoque científico (SFA) del microbioma del suelo de la Oficina de Ciencias «Microbes Persist» del Departamento de Energía.

Los nuevos avances en la secuenciación del ADN y el rastreo de isótopos están permitiendo que el equipo de LLNL comprenda los atributos únicos de los microbios del suelo, incluso aquellos que no se pueden cultivar en el laboratorio. A través del análisis de las firmas genéticas y bioquímicas, el equipo puede inferir las relaciones ecológicas que controlan quién vive y quién muere en las complejas redes alimentarias del suelo.

Debido a que la necromasa microbiana del suelo (material orgánico que consiste en, o se deriva de, organismos muertos) representa una de las reservas de carbono y otros nutrientes más importantes a nivel mundial, los autores informan que el mecanismo y la tasa de muerte microbiana probablemente impacten el ciclo biogeoquímico terrestre, una idea actualmente están probando en un conjunto de experimentos que son parte de Soil Microbiome SFA de LLNL. El equipo de SFA también está estableciendo experimentos para estudiar cómo las diferentes características de los microorganismos afectan el ciclo de la materia orgánica en los suelos. Los miembros del equipo están trabajando para integrar este enfoque basado en rasgos en modelos que predicen la dinámica biogeoquímica del suelo y mejoran la capacidad de predecir cambios en el ciclo global del carbono.