Un equipo internacional que estudió costras biológicas de suelo en una amplia zona del suroeste norteamericano demostró que el mantenimiento ecológico de estas se fundamenta en dos especies de cianobacterias. En su trabajo que publica el último número de la la revista Science, los investigadores argumentan que el calentamiento global está provocando una redistribución geográfica de las dos especies, lo que podría desencadenar efectos impredecibles relacionado con la fertilidad de los suelos y la erosión.
"Las costras
biológicas de suelos son comunidades microbianas especialmente
importantes para las tierras áridas. Protegen el suelo de la erosión y
contribuyen a la fertilidad de la tierra mediante la fijación de carbono
y nitrógeno y la absorción de nutrientes", apuntan los expertos.
El
equipo de investigación, coordinado por la Arizona State University,
analizó mediante secuenciación de ADN una gran cantidad de muestras de
estas costras, recogidas en zonas desérticas de los estados de Oregón,
Nuevo México, Utah y California (EE UU).
De este modo los
científicos, entre los que se encuentran Pilar Mateo y Virginia Loza,
investigadoras del departamento de biología de la Universidad Autónoma
de Madrid (UAM, España), lograron revelar que los organismos más
abundantes en las costras biológicas de suelo son dos especies de
cianobacterias —microorganismos capaces de realizar fotosíntesis—. "De
estas dos especies depende la alimentación y la energía de las otras
miles de especies de microorganismos que pueden llegar a coexistir en
una sola pizca de las capas microbianas", argumentan.
Los
investigadores encontraron que una de las dos especies, Microcoleus
vaginatus, domina las costras en los desiertos más fríos de la zona
estudiada, mientras que la otra, Microcoleus steenstrupii, prevalece en
los desiertos más cálidos.
"Queríamos saber si habían patrones de
distribución geográfica a escala continental”, afirma Ferran
Garcia-Pichel, profesor de la Facultad de Ciencias de la Vida de la ASU y
director de la investigación.
“Para nuestra sorpresa,
encontramos que dos especies distintas de estos organismos se habían
dividido el territorio ordenadamente. Solíamos pensar que una,
Microcoleus vaginatus, era la más importante y dominante, pero ahora
sabemos que Microcoleus steenstrupii, la otra, es igual de importante,
sobre todo en los climas más cálidos", agrega el microbiólogo.
Tomando
en cuenta datos sobre tipos de suelo, química, lluvia, clima y
temperatura, los investigadores utilizaron un modelo matemático que
mostró cómo la temperatura es la variable que mejor explica esta
división geográfica de las dos cianobacterias.
"No solo nos
basamos en una correlación de datos. Además, estudiamos en el
laboratorio cultivos de estas dos especies de cianobacterias,
confirmando experimentalmente que la temperatura es lo que las mantiene
separadas”, explica Pilar Mateo, del departamento de biología de la UAM.
Costra biológica del suelo. (Foto: Cortesía F. García Pichel)
“Esto
es realmente importante si tenemos en cuenta que actualmente la
temperatura en el planeta no es estable debido al calentamiento global.
En el suroeste de EE UU, donde realizamos el estudio, los modelos
climáticos predicen cerca de un grado de calentamiento por década”,
agrega la investigadora.
"Utilizando nuestros datos en modelos
climáticos actuales podemos predecir que, en 50 años, la cianobacteria
que va mejor en temperaturas más cálidas se moverá hacia las regiones
más frías de la zona estudiada. Para entonces, M. steenstrupii podría
dominar por completo las cortezas en toda nuestra área de estudio”,
declara García-Pichel.
“Desafortunadamente, no sabemos mucho
acerca de este microorganismo, ni sobre lo que puede pasar en el
ecosistema con la ausencia de M. vaginatus", agrega el experto.
En
el trabajo los investigadores advierten que este patrón de segregación
por temperatura detectado en EE UU puede ser similar en todo el mundo.
Además, consideran que para la especie M. vaginatus no será fácil
evolucionar con la suficiente rapidez para tolerar temperaturas más
altas.
El equipo hace por tanto un llamado a otros investigadores
del clima para que consideren la variable de estos microorganismos en
sus análisis sobre el calentamiento global.
"Nuestro estudio es
relevante más allá de la ecología del desierto. Es un ejemplo de que las
distribuciones microbianas y la distribución de sus hábitats pueden
verse afectados por el cambio climático, algo que hemos sabido por mucho
tiempo para las plantas y los animales. Ahora no podemos dejar de lado
tampoco los microorganismos en nuestras consideraciones”, enfatiza
García-Pichel.
Aunque son parecidas, M. steenstrupii y M.
vaginatus no están estrechamente relacionadas. Los científicos creen que
estas dos especies de cianobacterias han evolucionado de forma parecida
debido a que sus formas y comportamientos ayudan a estabilizar el
suelo, así como a la creación de las costras biológicas.
Ambas
especies tienen cientos de millones de años de antigüedad y se pueden
encontrar en muchos lugares alrededor del mundo. El estudio aclara que
todas las cianobacterias M. vaginatus distribuidas a lo largo y ancho
del planeta están íntimamente relacionadas y son prácticamente
indistinguibles genéticamente. Por el contrario, la variación individual
dentro de M. steenstrupii es mucho mayor: se trata de una especie más
diversa genéticamente y se piensa que es mucho más antigua en términos
evolutivos. (Fuente: Universidad Autónoma de Madrid)