Le foreste pluviali su suoli umidi e sterili supportano più della metà di tutte le specie vegetali. Arbusti su suoli aridi e sterili nell'Australia sudoccidentale, scherzosamente chiamate "foreste pluviali tropicali alte fino al ginocchio", sostenere un altro 20 percento di tutte le piante. La scarsità di nutrienti è il denominatore comune. In entrambi gli ecosistemi le piante si alleano con batteri o funghi del suolo per raccogliere i nutrienti in modo più efficiente. Però, la scelta delle piante dei compagni di squadra microbici influenza una serie di altre interazioni pianta-suolo che aiutano a spiegare perché ambienti così diversi sono così biologicamente diversi, affermano gli scienziati e i colleghi dello Smithsonian nella rivista, Scienza .

Il suolo pullula di batteri e funghi, alcuni patogeni e dannosi, alcuni utili. Le piante sfruttano reti di ife fungine e batteri per catturare l'azoto, fosforo e altri nutrienti dall'ambiente circostante.

A seconda dei microbi con cui una pianta si allea:batteri che fissano l'azoto, funghi micorrizici o nessun microbio (alcune piante formano radici a grappolo che non richiedono partner microbici), sperimenta feedback positivi o negativi da altri microbi nei suoi dintorni.

I ricercatori hanno coltivato piante nel suolo associate alla propria o ad altre specie vegetali. Hanno osservato casi di feedback negativo, quando le piante coltivate nel terreno della loro stessa specie peggiorano, e casi di feedback positivo, quando fanno meglio. Il tipo di feedback era correlato alla loro strategia di assorbimento dei nutrienti. Più importante, i feedback possono spiegare il mantenimento dell'elevata diversità della macchia.

"Sebbene questi risultati provengano da arbusti che sperimentano un clima mediterraneo, hanno rilevanza per la nostra comprensione dell'ecologia della foresta tropicale, perché suggeriscono che le strategie di acquisizione dei nutrienti guidano i modelli di variazione nei feedback pianta-suolo", ha affermato Ben Turner, scienziato del personale dello Smithsonian Tropical Research Institute (STRI). "Per esempio, un considerevole lavoro allo STRI ha mostrato che nelle foreste neotropicali di pianura, dove gli alberi si associano principalmente a funghi micorrizici arbuscolari, i feedback predominanti tra piante e microbi del suolo sono negativi, cioè le piantine vanno peggio quando crescono vicino ad adulti della stessa specie. In contrasto, negli altopiani tropicali vicino alla stazione di campo Smithsonian a Fortuna, Panama, alcune specie arboree si associano a funghi ectomicorrizici e dominano vaste aree di foresta, suggerendo feedback positivi pianta-suolo."

Per molti anni, i biologi tropicali hanno faticato a spiegare chiaramente perché ci sono così tante specie di alberi della foresta pluviale. "Con così tante specie di piante e alberi ai tropici, l'intera gamma di strategie di acquisizione di nutrienti impiegate da tutte queste specie è in gran parte sconosciuta, " ha detto Graham Zemunik, borsista post-dottorato presso STRI, "Quindi una serie di feedback pianta-suolo, come vediamo in questi arbusti a clima mediterraneo in Australia, potrebbe aver luogo anche qui".

"Quest'anno abbiamo ricevuto una grande sovvenzione dalla Simons Foundation che ci consente di costruire sulla nostra eredità di 100 anni di ricerca tropicale, " disse William Wcislo, Vicedirettore dello STRI. "Stiamo costruendo una squadra per integrare genetica, genomico, scienza del suolo, microbiologia e scienza delle piante per comprendere il ruolo del microbioma su larga scala, dalle singole piante agli ecosistemi delle foreste tropicali".