As florestas tropicais em solos úmidos inférteis sustentam mais da metade de todas as espécies de plantas. Arbustos em solos secos inférteis no sudoeste da Austrália, jocosamente chamado de "floresta tropical na altura do joelho", apoiar outros 20 por cento de todas as fábricas. A escassez de nutrientes é o denominador comum. Em ambos os ecossistemas, as plantas se unem às bactérias ou fungos do solo para coletar nutrientes com mais eficiência. Contudo, a escolha das plantas de companheiros de equipe microbiana influencia um conjunto de outras interações planta-solo que ajudam a explicar por que ambientes tão diferentes são tão biologicamente diversos, dizem cientistas do Smithsonian e colegas da revista, Ciência .

O solo está repleto de bactérias e fungos, alguns causadores de doenças e prejudiciais, alguns úteis. As plantas aproveitam as redes de hifas fúngicas e bactérias para capturar nitrogênio, fósforo e outros nutrientes de seus arredores.

Dependendo de quais micróbios uma planta se associa - bactérias fixadoras de nitrogênio, fungos micorrízicos ou nenhum micróbio (algumas plantas formam raízes de agrupamento que não requerem parceiros microbianos), ele experimenta feedback positivo ou negativo de outros micróbios em seu entorno.

Os pesquisadores cultivaram plantas no solo associadas às suas próprias ou a outras espécies de plantas. Eles observaram instâncias de feedback negativo, quando as plantas cultivadas no solo de suas próprias espécies pioram, e instâncias de feedback positivo, quando eles fazem melhor. O tipo de feedback estava relacionado à estratégia de absorção de nutrientes. Mais importante, os feedbacks podem explicar a manutenção da alta diversidade das matas.

"Embora esses resultados sejam de matagais que experimentam um clima mediterrâneo, eles têm relevância para a nossa compreensão da ecologia da floresta tropical, porque eles sugerem que as estratégias de aquisição de nutrientes geram padrões de variação nos feedbacks planta-solo ", disse Ben Turner, cientista da equipe do Smithsonian Tropical Research Institute (STRI). "Por exemplo, um considerável corpo de trabalho no STRI mostrou que em florestas neotropicais de planície, onde as árvores se associam principalmente com fungos micorrízicos arbusculares, os feedbacks predominantes entre as plantas e os micróbios do solo são negativos, isto é, as mudas se saem pior quando crescem perto de adultos da mesma espécie. Em contraste, nas terras altas tropicais perto da estação de campo Smithsonian em Fortuna, Panamá, algumas espécies de árvores se associam com fungos ectomicorrízicos e dominam grandes áreas da floresta, sugerindo feedbacks positivos planta-solo. "

Por muitos anos, os biólogos tropicais têm se esforçado para explicar claramente por que existem tantas espécies de árvores na floresta tropical. “Com tantas espécies de plantas e árvores nos trópicos, a gama completa de estratégias de aquisição de nutrientes empregadas por todas essas espécies é amplamente desconhecida, "disse Graham Zemunik, pós-doutorado no STRI, "Então, uma série de feedbacks planta-solo, como vemos nesses matagais de clima mediterrâneo na Austrália, também pode estar ocorrendo aqui. "

"Este ano, recebemos uma grande doação da Fundação Simons que nos permite construir sobre nosso legado de 100 anos de pesquisa tropical, "disse William Wcislo, Diretor-adjunto do STRI. "Estamos construindo uma equipe para integrar a genética, genômico, Ciência do Solo, microbiologia e ciência das plantas para entender o papel do microbioma em escalas de plantas individuais a ecossistemas de florestas tropicais. "