Um novo estudo de longo prazo liderado por cientistas do Laboratório Nacional Oak Ridge do Departamento de Energia dos EUA revelou como as plantas e a biota do solo interagem e moldam o desenvolvimento dos ecossistemas ao longo do tempo. As descobertas, publicadas na revista Nature Ecology &Evolution, fornecem informações sobre as complexas relações entre as plantas e os organismos do solo e o seu impacto na dinâmica dos ecossistemas.

A equipe de pesquisa conduziu um experimento de campo abrangente chamado Observatório Biogeoquímico para Pesquisa de Carbono, Água e Energia (BOCWER) na Divisão de Ciências Ambientais do ORNL. A experiência BOCWER envolve 96 grandes parcelas de campo que foram plantadas com diferentes combinações de três espécies de plantas nativas – choupo amarelo, carvalho branco e pinheiro loblolly – desde 2016.

Ao monitorizar o crescimento das plantas, as condições do solo e as comunidades microbianas nestas parcelas ao longo de vários anos, os cientistas pretendiam compreender como as plantas influenciam o ambiente do solo e como a biota do solo, por sua vez, afecta o crescimento das plantas e o funcionamento do ecossistema.

"Nosso estudo demonstra que as plantas têm impactos distintos nas propriedades do solo e nas comunidades microbianas, que por sua vez influenciam o crescimento e o desempenho das próprias plantas", disse o coautor do estudo Adam Pellegrini, pesquisador de pós-doutorado na Divisão de Ciências Ambientais do ORNL. “Essas descobertas destacam a interconexão das plantas e da biota do solo e seus papéis cruciais na formação da estrutura e função do ecossistema”.

Os pesquisadores observaram que diferentes espécies de plantas tiveram um impacto significativo na química do solo, na ciclagem de nutrientes e na composição da comunidade microbiana. Por exemplo, as parcelas com choupo amarelo apresentaram maior teor de nitrogênio no solo e atividade microbiana em comparação com as parcelas com carvalho branco ou pinheiro loblolly. Por outro lado, o solo nas parcelas com pinheiro-bravo apresentava níveis mais baixos de nitrogênio e uma estrutura de comunidade microbiana distinta.

Além disso, o estudo descobriu que as interações entre as plantas e a biota do solo evoluíram ao longo do tempo. À medida que as comunidades vegetais amadureceram, a influência das comunidades microbianas do solo no crescimento das plantas tornou-se mais pronunciada. Isto sugere que a coevolução das plantas e da biota do solo é um processo contínuo que molda a dinâmica dos ecossistemas a longo prazo.

"Nossas descobertas ressaltam a importância de considerar as interações planta-solo e a dinâmica da comunidade microbiana ao estudar e gerenciar ecossistemas", disse o coautor Christopher Brown, cientista pesquisador da Divisão de Ciências Ambientais do ORNL. "Ao compreender estas relações, podemos prever melhor como os ecossistemas responderão às mudanças ambientais e desenvolver estratégias para aumentar a sua resiliência e sustentabilidade."

O experimento BOCWER é uma plataforma única para estudar as complexas interações entre plantas, solo e comunidades microbianas em um ambiente controlado. A natureza de longo prazo da experiência permite aos investigadores acompanhar estas interações ao longo do tempo, fornecendo informações valiosas sobre os mecanismos que impulsionam o desenvolvimento e funcionamento do ecossistema.