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Artículo: La pérdida de carbono orgánico del suelo disminuye la biodiversidad, pero estimula interacciones multitróficas que promueven el metabolismo en el subsuelo.
Autores: Ye Li, Zengming Chen, Cameron Wagg, Michael J. Castellano, Nan Zhang, Weixin Ding.
Pocos problemas son tan urgentes y relevantes para el futuro de nuestra especie como el cambio climático. Cuando consideramos sus devastadores impactos, lo primero en lo que pensamos es en glaciares y osos polares. Sin embargo, una nueva investigación enfoca nuestra atención en organismos mucho más pequeños, los microorganismos, como protagonistas principales en la estabilidad del suelo y la prevención del colapso de la agricultura bajo el calentamiento global.
Con el aumento de las temperaturas, la seguridad alimentaria de millones de personas se verá comprometida en la medida en que amplias extensiones de tierra cultivable dejen de estar disponibles para la producción de cultivos. Una consecuencia más indirecta es el rápido consumo del carbon almacenado en suelos por parte de organismos. Debido a que esta reserva de carbono es fundamental para la proliferación de bacterias, hongos y otros organismos que benefician a las plantas, su reducción podría afectar la preservación de ecosistemas y el rendimiento de cultivos. Un estudio reciente de Li y colaboradores de la Academia China de Ciencias examina el impacto biológico de una disminución en el carbono almacenado en el suelo. Su estudio encontró que, aunque la diversidad de las comunidades del suelo disminuye, lo que reduce las asociaciones que las plantas pueden establecer con microorganismos benéficos del suelo, la red de asociaciones entre los organismos que sobreviven se expande y refuerza. De esta manera, los cultivos son protegidos de pérdidas significativas.
Las reacciones químicas que los organismos utilizan para respirar y producir alimento y nutrientes se aceleran con temperaturas altas. La implicación para los suelos es que el carbono orgánico, es decir, el carbono almacenado en moléculas que lor organismos pueden degradar, se reducirá en los suelos a medida que el planeta se calienta. Li et al. examinó suelos utilizados para la agricultura en el noreste de China con una variedad de contenidos de carbono orgánico para determinar cómo la reducción en el carbono orgánico del suelo puede alterar a las comunidades que lo habitan. Su aproximación les permitió establecer la diversidad de organismos y moléculas involucradas en la degradación de carbono y otros nutrientes en suelos.
Los autores predijeron que con menos carbono orgánico en el suelo, la diversidad biológica y las interacciones entre los organismos disminuirían. Mientras que la diversidad de organismos disminuyó, posiblemente debido a que menos carbono puede soportar poblaciones más pequeñas, la reducción de la diversidad no fue homogénea. La diversidad de los hongos fue la más impactada por el bajo contenido de carbono orgánico en el suelo, posiblemente debido a la alta especialización de este grupo. Los hongos tienden a depender más en moléculas específicas de carbono, lo que los hace vulnerable cuando estas dejan de estar disponibles. Cuando el contenido de carbono orgánico del suelo disminuye, los macroagregados -agrupaciones de partículas de suelo- se fragmentan, lo que impacta la continuidad de los hábitats de hongos y protistas. Organismos más simples y pequeños, como las bacterias, son más adaptables porque tienden a ser generalistas, con flexibilidad para procesar diferentes moléculas y la habilidad para transferir la capacidad de degradar nutrientes a otras células dentro de sus comunidades.
Al contrario de lo que esperaban, los autores encontraron que las interacciones entre organismos disminuyeron a pesar de la disminución en la diversidad biológica. Cuando están en un suelo con bajo contenido de carbono, las bacterias aumentan sus asociaciones debido a un sobrelape de nichos facilitado por su habilidad para consumir diferentes fuentes de carbono. En la medida en que estas bacterias generan productos de desecho y son en sí mismas fuentes de alimento para organismos superiores en la cadena alimenticia, las relaciones multitróficas -es decir, relaciones entre bacteria y hongos, o entre hongos y protistas- se intensifican, produciendo un aumento en la complejidad de dichas redes. Una consecuencia fascinante de la dismiuci[on en el contenido de carbono orgánico del suelo es que, a pesar de que muchos organismos se extinguen localmente, los que sobreviven promueven un ecosistema más interconectado a través del fomento de las interacciones predador-presa. Otra consecuencia de estas redes expandidas es un aumento en la producción de moléculas capaces de degradar una amplia variedad de compuestos, lo que promueve el intercambio de nutrientes entre diferentes miembros de la comunidad. En otras palabras, la disminución en el carbono orgánico el suelo tiene el efecto indirecto de promover más la remoción de carbono del suelo a través de la intensificación de las actividades de degradación de los organismos del suelo.
Un clima más cálido disminuirá la cantidad de carbono orgánico en el suelo, lo que promoverá la pérdida de biodiversidad y acelerará la pérdida del carbono restante. El estudio de Li et al. destaca las importantes consecuencias de la pérdida de carbono orgánico del suelo, como la reducción en funciones especializadas de descomposición en el ecosistema del suelo y la disrupción en la continuidad de los hábitats microbianos. Una conclusión destacada de este estudio es que, a pesar de los impactos biológicos negativos de la pérdida de carbono orgánico del suelo, el rendimiento de lso cultivos podría no verse afectado severamente, pues la pérdida de biodiversidad podría ser compensada por un aumento en la estabilidad de las comunidades del suelo y un fortalecimiento de las redes multitróficas. A pesar de la falta potencial de impacto en el rendimiento de los cultivos, la pérdida de carbono del suelo puede tener otras consecuencias importantes. Los suelos pueden pasat de secuestrar a emitir carbono, amplificando el calentamiento global. Mitigar los impactos del cambio climático requiere preservar tanto carbono orgánico del suelo como sea posible, a través de estrategias como la incorporación de residuos de los cultivos en los suelos, lo que diversifica las fuentes de carbono de fácil degradación disponibles para los microorganismos del suelo, permitiendo la preservación de carbono orgánico de reciclaje lento.
Los impactos del calentamiento global en el almacenamiento de carbono en el suelo, la biodiversidad y el rendimiento de los cultivos por Daniela Osorio Rodriguez está bajo la protección de la licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0.