DEL TRÓPICO AL BOREAL, LA TEMPERATURA IMPULSA EL FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA

Los investigadores de la Universidad de Arizona han encontrado un estrecho vínculo entre la temperatura y las comunidades de plantas y microbios dentro de los bosques.

El procesador de ecología y biología evolutiva de la Universidad de Arizona, Brian Enquist, y la ex estudiante de doctorado Vanessa Buzzard recorrieron las Américas: desde selvas tropicales húmedas en Panamá hasta los fríos bosques boreales en Colorado y los bosques templados húmedos del noroeste del Pacífico. En el camino, recolectaron muestras de suelo, envolvieron árboles en cinturones para medir el crecimiento a una escala fina y plantaron sensores que continúan recolectando datos sobre la humedad y la temperatura del suelo, que varía ampliamente entre los bosques.

“La temperatura influye en muchos procesos ecológicos y se ha utilizado para explicar patrones de biodiversidad durante más de un siglo; sin embargo, todavía no tenemos una comprensión clara de cómo la temperatura influye en el funcionamiento de los ecosistemas ", dijo Buzzard.

Pero al medir y comparar los rasgos de diversas especies para comprender cómo funcionan en su entorno en un rango de temperaturas, el equipo descubrió cómo la temperatura influye en un ecosistema. Descubrieron que la temperatura impulsa cambios coordinados en los rasgos funcionales entre plantas y microbios que influyen en los ecosistemas, según Buzzard, quien es el autor principal del artículo publicado en Nature Ecology and Evolution.

"El trabajo representa un monitoreo sin precedentes de los suelos y los bosques, desde los bosques tropicales cálidos hasta los bosques boreales fríos, y llena vacíos importantes en nuestra comprensión ecológica de cómo los organismos dentro de los diferentes niveles de la cadena alimentaria de un ecosistema están vinculados a través de la temperatura", dijo Enquist sobre el proyecto eso comenzó en 2011. "El trabajo involucró mucho trabajo de campo en ubicaciones remotas, trabajo de laboratorio asociado con el análisis de ADN microbiano del suelo y análisis informáticos utilizando grandes conjuntos de datos".

Como ejemplo, las bacterias dentro de ciertas comunidades tienen genes adaptados por la evolución para reciclar los nutrientes que están naturalmente disponibles dentro de su ecosistema. El equipo vio un cambio en los genes vinculados al ciclo de nutrientes para las bacterias, ya que las temperaturas diferían entre los sitios.

“A medida que aumenta la latitud, es decir, temperaturas más frías, tenemos una limitación de nitrógeno. Esperamos que eso influya en la estructuración de estas comunidades, tanto de plantas como de microbios ”, dijo Enquist.

En los bosques tropicales, por otro lado, los árboles crecen rápidamente y arrojan hojas muy anchas. Eso significa que estas "hojas descartables", como lo expresó Buzzard, caen constantemente al piso para que los microbios las consuman. El equipo de investigación observó una menor abundancia de genes en los microbios locales para procesar el carbono. En los bosques con pinos que brotan y dejan caer hojas densas y estrechas, las bacterias locales tenían diferentes rasgos funcionales: tienen una mayor abundancia de genes de ciclo del carbono para manejar el complejo complejo de difícil acceso a grandes reservas de carbono que están disponibles en las regiones templadas. . Es como comer lechuga (trópico) verso comer corteza (regiones templadas), según Buzzard.

"Podemos utilizar esta comprensión para hacer predicciones sobre cómo esperamos que las comunidades microbianas del suelo funcionen como cambios climáticos", dijo Buzzard. "Si la temperatura impulsa el cambio observado en el funcionamiento de las plantas y las bacterias, los ecosistemas sujetos al calentamiento climático también deberían experimentar cambios direccionales en la diversidad funcional y la biogeoquímica".

Ese cambio podría suceder demasiado rápido para que los ecosistemas se adapten. También agregó que la diversidad no se debe únicamente a la temperatura. Podría haber otros factores limitantes que podrían ser descubiertos en otro estudio.

A continuación, Buzzard dijo que el equipo instalará más sitios para recopilar más datos. También quieren monitorear cómo las tasas de crecimiento en las plantas varían según los ecosistemas con diferentes temperaturas. Esto significa mucho más tiempo en el campo, pero eso no es problema para Buzzard. Pasó al menos seis meses al año durante los primeros tres años del estudio en el campo: “Realmente disfruté estar en el campo. Hay largos dias. Son difíciles, pero puedes ir a ver estos lugares increíbles y tener interacciones únicas con la vida silvestre ”.

La financiación para este estudio fue proporcionada por el programa de biología MacroSystems de la National Science Foundation (NSF EF-1065844).

(Foto: Brian Enquist, Vanessa Buzzard y Amanda Henderson se toman un descanso de la creación de una parcela en el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales de la Isla Barro Colorado en el canal de Panamá en 2012. - Cortesía: Brian Enquist)





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