In quello che credono sia il primo studio del suo genere, i ricercatori guidati dal ricercatore post-dottorato Luiz A. Domeignoz-Horta e dall'autore senior Kristen DeAngelis dell'Università del Massachusetts Amherst riferiscono che i cambiamenti nella diversità delle comunità microbiche del suolo possono cambiare la capacità del suolo di sequestrare carbonio, dove di solito aiuta a regolare il clima.

Hanno anche scoperto che l'effetto positivo della diversità sull'efficienza nell'uso del carbonio, che svolge un ruolo centrale in tale stoccaggio, è neutralizzato in condizioni di siccità. L'efficienza dell'uso del carbonio si riferisce al carbonio assimilato nei prodotti microbici rispetto al carbonio perso nell'atmosfera come CO2 e che contribuisce al riscaldamento climatico, spiega De Angelis. Tra gli altri vantaggi, il carbonio del suolo rende il suolo sano trattenendo l'acqua e aiutando le piante a crescere.

Lei e i suoi colleghi si sono rivolti a queste domande perché sottolineano, "prove empiriche per la risposta del ciclo del carbonio nel suolo agli effetti combinati del riscaldamento, la siccità e la perdita di diversità sono scarse." Per esplorare ulteriormente, hanno manipolato sperimentalmente le comunità microbiche mentre variavano fattori come la composizione delle specie delle comunità microbiche, temperatura e umidità del suolo. I dettagli sono in Comunicazioni sulla natura .

Oltre al primo autore Domeignoz-Horta e altri a UMass Amherst, il team comprende Serita Frey dell'Università del New Hampshire e Jerry Melillo dell'Ecosystems Center, buco del bosco, Messa.

Sottolineano che il carbonio nel suolo è regolato in parte dalla velocità e dall'efficienza con cui i microbi che vivono lì possono utilizzare alimenti vegetali freschi e altre parti della materia organica del suolo per crescere. DeAngelis afferma che alcune "pozze di carbonio nel suolo" possono "rimanere per decenni e girare molto lentamente. Queste sono quelle che vogliamo davvero avere perché aiutano il suolo a rimanere spugnoso per assorbire l'acqua e aiutano a legare e rilasciare i nutrienti per la crescita delle piante".

"La diversità è interessante, non solo in microbiologia ma in tutti gli organismi, compresi gli umani, " Dice DeAngelis. "È controllato da molti fattori diversi, e sembra che sistemi più diversificati tendano a funzionare in modo più efficiente ea tollerare meglio lo stress. Volevamo capire il ruolo della diversità microbica nell'efficienza del carbonio nel suolo".

lei aggiunge, "Replicare la diversità è difficile, ecco perché abbiamo usato un terreno di sistema modello. Luiz ha estratto i microbi dal suolo, hanno fatto diluizioni seriali delle concentrazioni di microbi in un tampone e hanno inoculato il terreno per ottenere variazioni nella diversità." Hanno lasciato crescere le cinque diverse miscele microbiche per 120 giorni. Oltre ad altri test, hanno usato un nuovo metodo basato su un pesante, isotopo stabile dell'acqua noto come 18O-H2O. Ha permesso loro di tracciare l'ossigeno e tracciare la nuova crescita nel tempo nelle diverse diversità, condizioni di umidità e temperatura del suolo.

"Una cosa interessante che abbiamo scoperto è che vediamo che comunità più diversificate sono più efficienti. I microbi crescono più che in comunità meno diversificate, ma quell'aumento della crescita con la diversità si perde quando sono stressati per l'acqua. Ciò suggerisce che c'è un limite alla resilienza allo stress con un'elevata diversità, "aggiunge.

Gli autori sottolineano, "I risultati indicano che la diversità per relazione ecosistema-funzione può essere compromessa in condizioni non favorevoli nei suoli, e che per comprendere i cambiamenti nel ciclo del carbonio nel suolo dobbiamo tenere conto delle molteplici sfaccettature dei cambiamenti globali".

De Angelis aggiunge, "Siamo rimasti un po' sorpresi dal modo in cui il nostro approccio ha funzionato così bene. Sono molto interessato all'efficienza di temperatura/umidità e Luiz è più interessato all'angolo di diversità. È stata una combinazione dei due che è stato il risultato più interessante".