No que eles acreditam ser o primeiro estudo desse tipo, pesquisadores liderados pelo pesquisador de pós-doutorado Luiz A. Domeignoz-Horta e pela autora sênior Kristen DeAngelis da Universidade de Massachusetts Amherst relatam que mudanças na diversidade das comunidades microbianas do solo podem alterar a capacidade do solo de sequestrar carbono, onde geralmente ajuda a regular o clima.

Eles também descobriram que o efeito positivo da diversidade na eficiência do uso do carbono - que desempenha um papel central nesse armazenamento - é neutralizado em condições de seca. Eficiência de uso de carbono refere-se ao carbono assimilado em produtos microbianos vs carbono perdido para a atmosfera como CO2 e contribuindo para o aquecimento do clima, DeAngelis explica. Entre outros benefícios, o carbono do solo torna o solo saudável, retendo água e ajudando as plantas a crescer.

Ela e seus colegas abordaram essas questões porque apontam, "evidências empíricas para a resposta da ciclagem de carbono do solo aos efeitos combinados do aquecimento, a seca e a perda de diversidade são escassas. "Para explorar mais a fundo, eles manipularam experimentalmente as comunidades microbianas enquanto variavam fatores, como a composição das espécies da comunidade de micróbios, temperatura e umidade do solo. Os detalhes estão em Nature Communications .

Além do primeiro autor Domeignoz-Horta e outros na UMass Amherst, a equipe inclui Serita Frey da University of New Hampshire e Jerry Melillo do Ecosystems Center, Woods Hole, Massa.

Eles apontam que o carbono no solo é regulado em parte pela taxa e eficiência com que os micróbios que vivem ali podem usar alimentos vegetais frescos e outras partes da matéria orgânica do solo para crescer. DeAngelis diz que alguns "reservatórios de carbono do solo" podem "durar décadas e mudar muito lentamente. Esses são os que realmente queremos porque ajudam o solo a ficar esponjoso para absorver água e ajudar a ligar e liberar nutrientes para o crescimento das plantas".

"A diversidade é interessante, não apenas na microbiologia, mas em todos os organismos, incluindo humanos, "DeAngelis diz." É controlado por muitos fatores diferentes, e parece que sistemas mais diversos tendem a funcionar com mais eficiência e a tolerar melhor o estresse. Queríamos entender o papel da diversidade microbiana na eficiência do carbono do solo. "

Ela adiciona, "Replicar a diversidade é complicado, é por isso que usamos um solo de sistema modelo. Luiz extraiu micróbios do solo, fizeram diluições seriadas de concentrações de micróbios em um tampão e inocularam o solo para obter variação na diversidade. "Eles deixaram as cinco diferentes misturas microbianas crescerem por 120 dias. Além de outros testes, eles usaram um novo método baseado em um pesado, isótopo estável de água conhecido como 18O-H2O. Permitiu-lhes rastrear o oxigênio e acompanhar o novo crescimento ao longo do tempo na diversidade diferente, umidade do solo e condições de temperatura.

"Uma coisa interessante que descobrimos é que vemos que comunidades mais diversas são mais eficientes. Os micróbios crescem mais do que em comunidades menos diversas, mas esse aumento no crescimento com diversidade é perdido quando eles sofrem com o estresse hídrico. Isso sugere que há um limite para a resiliência ao estresse com alta diversidade, " Ela adiciona.

Os autores apontam, "Os resultados indicam que a diversidade pela relação função do ecossistema pode ser prejudicada em condições não favoráveis ​​nos solos, e que, para entender as mudanças no ciclo do carbono do solo, precisamos levar em consideração as múltiplas facetas das mudanças globais. "

DeAngelis adiciona, "Ficamos um pouco surpresos em como nossa abordagem funcionou tão bem. Estou muito interessado nas eficiências de temperatura / umidade e Luiz está mais interessado no ângulo de diversidade. Foi uma combinação dos dois que foi o resultado mais interessante."