El microbiòleg Zhou Jizhong és el director de l’Institute for Environmental Genomics de la University of Oklahoma. Yang Yunfeng és professor associat del Laboratori de Simulació Ambiental i Control de la Pol·lució de la Universitat Tsinghua, de Beijing. Tots dos són els autors corresponsals d’un article, publicat aquesta setmana a la revista Global Change Biology, sobre les conseqüències en ecosistemes mediterranis d’un augment de la freqüència i intensitat de precipitacions. En l’article, que té com a primeres autores les biòlogues Wang Mengmeng (Institut de Ciència Ecològica de la Universitat Normal del Sud de la Xina, de Guangzhou) i Xin Sun (Univ. Tsinghua), es presenten els resultats de llarg termini d’un experiment de camp. L’experiment posa de manifest que l’elevació de la precipitació al cap dels anys afecta les interaccions entre els microorganismes, les arrels i el sòl conduint a una pèrdua del carboni que hi ha emmagatzemat en aquest darrer. D’aquesta manera alteracions hidrològiques com a conseqüència del canvi climàtic generarien una retroalimentació positiva en forma de menor captació de CO2 per part dels sòls.
//embedr.flickr.com/assets/client-code.js
Wang et al. han realitzat un estudi de camp de dos anys de durada en el que mostren com en ecosistemes herbacis de tipus mediterrani, una elevació de la precipitació indueix una pèrdua de carboni del sòl a través de la interacció entre microbiota, flora i sòl.
Precipitacions, diòxid de carboni, escalfament i deposició de nitrogen
L’augment sostingut de les emissions antropogèniques de gasos d’efecte hivernacle, particularment de diòxid de carboni (CO2) procedent del consum de combustibles fòssils (petroli, gas, carbó), provoca un augment general de les temperatures mitjanes de la superfície terrestre. Els models de clima global indiquen una afectació com a conseqüència d’això en el cicle de l’aigua: així doncs, en moltes regions del món, augmentaria la freqüència i intensitat de precipitacions. Alhora, aquesta elevació regional de les precipitacions tindria una sèrie de conseqüències sobre la biosfera i el clima no del tot esclarides.
És en aquest punt que resulten d’interès experiments de camp com el que presenten Wang et al. El seu és un dels experiments de camp de més llarga durada que s’adrecen als efectes d’una precipitació elevada, tan en ella mateixa, com en combinació amb altres elements del canvi climàtic: elevació del CO2, escalfament i augment de la deposició de nitrogen.
Les bases genòmiques de la resposta dels sòls a una elevació de la precipitació
Després de dos anys de tractament amb una precipitació artificialment elevada, les parcel·les de terreny herbaci tractades mostraven ja una disminució en la producció de les arrels. Al cap d’una dècada de tractament, ja s’observava una disminució en el contingut total de carboni del sòl.
Wang et al. han analitzat mostres de sòl recollides al llarg dels anys de les parcel·les experimentals pel que fa a la presència de gens. La precipitació elevada comportaria un augment en l’abundància relativa de gens de fongs vinculats a la quitina (el principalment component de la paret cel·lular fúngica) i a la degradació de proteïnes. L’augment d’aquests gens fúngics es correlaciona positivament amb un augment de la presència de gens de virus bacteriòfags. Tot plegat, assenyalaria una transició viral cap a la degradació de carboni orgànic.
Paral·lelament, el tractament amb precipitació elevada s’associa amb un augment de l’abundància relativa de gens microbians implicats en la tolerància a l’estrès. Aquest augment es constata en els diferents grups filogenètics de microorganismes del sòl.
La precipitació elevada, doncs, comporta una disminució del carboni total del sòl, una caiguda de la producció d’arrels i canvis microbians. Tots aquests canvis eren afectats segons si la parcel·la tractada rebia també o no una exposició a una major concentració de CO2.
L’augment de precipitacions a llarg termini indueix una pèrdua en el contingut de carboni del sòl degut a canvis en la composició de la comunitat microbiana, alteracions de trets funcionals microbians, reducció de la producció d’arrels i augment de la humitat del sòl.
En ecosistemes mediterranis on l’aigua és limitant, una tendència a una precipitacions més freqüents i més intenses, s’acompanyaria d’una menor producció d’arrels i d’una menor fixació de CO2 per part de les comunitats vegetals i microbianes. És un exemple fins ara poc o gens conegut de retroalimentació positiva, en el que el canvi hidrològic associat a l’augment de CO2 afebleix un dels embornals que podria captar ni que fos una part d’aquestes emissions.
Lligams:
– Long-term elevated precipitation induces grassland soil carbon loss via microbe-plant–soil interplay. Mengmeng Wang, Xin Sun, Baichuan Cao, Nona R. Chiariello, Kathryn M. Docherty, Christopher B. Field, Qun Gao, Jessica L. M. Gutknecht, Xue Guo, Genhe He, Bruce A. Hungate, Jiesi Lei, Audrey Niboyet, Xavier Le Roux, Zhou Shi, Wensheng Shu, Mengting Yuan, Jizhong Zhou, Yunfeng Yang. Glob. Chang. Biol. (2023).
Des de la Mediterrània 