Las bacterias en el ciclo global del carbono

Las bacterias convierten la biomasa vegetal, como la materia orgánica del maíz, en suelo, lo que aumenta la fertilidad del suelo y almacena carbono en el suelo. Crédito: Dan Buckley
Las bacterias convierten la biomasa vegetal, como la materia orgánica del maíz, en suelo, lo que aumenta la fertilidad del suelo y almacena carbono en el suelo. Crédito: Dan Buckley

Los investigadores de Cornell han desarrollado una técnica innovadora para rastrear microbios y comprender las diversas formas en que procesan el carbono del suelo, hallazgos que se suman a nuestro conocimiento de cómo las bacterias contribuyen al ciclo global del carbono.

Eso es importante porque las bacterias del suelo son notoriamente difíciles de estudiar, aunque son clave para la salud de nuestra biosfera. 

Convierten la biomasa vegetal en materia orgánica del suelo, que es la base de la fertilidad del suelo y que contiene tres veces más carbono que la atmósfera. 

De esta manera, las bacterias controlan la cantidad de carbono que termina en la atmósfera o se almacena en el suelo y cada año los microbios del suelo procesan aproximadamente seis veces más carbono que todas las emisiones antropogénicas combinadas.

Mejorar nuestro conocimiento de los roles que juegan las bacterias en el ciclo del carbono ayudará en última instancia a los modeladores climáticos a desarrollar predicciones más precisas.

El documento, “El sondeo de isótopos estables de ADN multisustrato revela la estructura del gremio de las bacterias que median el ciclo del carbono del suelo”, publicado el 19 de noviembre en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , proporciona pistas sobre cómo se forma y se pierde la materia orgánica del suelo al revelar las diferentes estrategias que utilizan los microbios para procesar el carbono de las plantas.

“Queremos utilizar esta información para estudiar los organismos en sí mismos para comprender mejor lo que están haciendo y por qué lo están haciendo”, dijo Daniel Buckley, profesor de la Facultad de Ciencias Vegetales Integrativas de la Sección de Ciencias de Suelos y Cultivos de la Facultad. de Agricultura y Ciencias de la Vida.

Samuel Barnett, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Buckley, es el primer autor del artículo.

Una de las mayores incertidumbres en los modelos informáticos que predicen el ciclo del carbono y el cambio climático es que se sabe muy poco sobre cómo operan las bacterias del suelo e influyen en el carbono en el suelo, dijo Buckley.

“Al comprender lo que están haciendo los microbios, esperamos hacer mejores predicciones sobre lo que sucederá en el ciclo del carbono en el futuro y luego tomar mejores decisiones sobre cómo administrar nuestro suelo”, dijo.

Los microbios del suelo son pequeños y muy difíciles de observar en el suelo, por lo que los científicos no saben lo suficiente sobre sus necesidades para cultivarlos en el laboratorio, lo que a su vez los hace casi imposibles de estudiar.

En el artículo, Buckley y sus colegas utilizaron isótopos estables y secuenciación de ADN de alto rendimiento para identificar diferentes especies de bacterias y rastrear cómo cada especie consume carbono a lo largo del tiempo.

“Este enfoque nos permite identificar el ADN marcado isotópicamente y averiguar qué microbio se comió cada tipo diferente de carbono”, dijo Buckley. 

Él comparó el enfoque de marcar billetes de un dólar, lanzarlos en una ciudad y luego rastrearlos a medida que avanzaban en la economía.

Descubrieron que los microbios tienen diferentes estrategias para asimilar el carbono. 

Los microbios que crecen, comen y mueren rápidamente se alimentan de materia vegetal con carbono fácilmente accesible, como los azúcares. 

Mientras tanto, otras bacterias se especializan en carbono que es más difícil de degradar y absorber. 

Estos microbios crecen y consumen materiales más lentamente y son más especializados y eficientes. 

En el estudio, los investigadores clasificaron este tipo de bacterias en gremios, que son grupos de organismos que acceden a los alimentos, o al carbono, en este caso, de la misma manera.

“Cuanto más comprendamos, mejor podremos predecir lo que está sucediendo con el carbono en el suelo”, dijo Buckley.

En el trabajo futuro, el equipo también está investigando si algunos gremios prefieren diferentes hábitats, como bosques o campos agrícolas, y los efectos del pH del suelo en las comunidades microbianas.

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