Projecte H2020 CLIMIFUN: Control climàtic i temporal de la diversitat microbiana i el funcionament dels ecosistemes: perspectives d‟un nou model conceptual
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2016 -2019
- Pressupost assignat 239.191,2 €
- Àmbit Europeo
- Comunitat Autònoma Madrid, Comunidad de
- Font principal de finançament Horitzó 2020
- Web del projecte https://mdelgado-baquerizo.weebly.com/marie-curie-project.html
CLIMIFUN ha donat lloc al primer atles mundial dels tàxons bacterians dominants. Aquí, vam demostrar que només el 2% dels filotips bacterians (~500 filotips) van representar consistentment gairebé la meitat de les comunitats bacterianes del sòl a tot el món. Tot i l'aclaparadora diversitat de comunitats bacterianes, relativament pocs tàxons bacterians són abundants als sòls de tot el món. Agrupem aquests tàxons dominants en grups ecològics per construir el primer atles global de tàxons bacterians del sòl, publicat a Science al gener (Delgado-Baquerizo et al. 2018. Ciència 359: 320-325).
Un avenç important d'aquest estudi és que les preferències d'hàbitat no són predictibles només a partir de la identitat a nivell de tall, atès que tots els grups ecològics incloïen filotips de múltiples talls. En reduir el nombre de filotips a què es dirigiran els estudis futurs de desenes de milers a uns pocs centenars, el nostre estudi aplana el camí per a una comprensió més predictiva de les comunitats bacterianes del sòl, que és fonamental per predir amb precisió les conseqüències ecològiques del canvi ambiental global en curs. CLIMIFUN ha investigat els canvis en la biodiversitat del sòl durant el desenvolupament dels ecosistemes (PNAS, 2019).
Els canvis en la biodiversitat subterrània durant la pedogènesi van seguir dos patrons principals. En els ecosistemes de menor productivitat (més secs i freds), els augments a la biodiversitat subterrània van seguir augments a la coberta vegetal. Als ecosistemes més productius (més humits i càlids), l'augment de l'acidificació durant la pedogènesi es va associar amb la disminució de la biodiversitat subterrània. Els canvis en la diversitat de bacteris, fongs, protistes i invertebrats amb pedogènesi es van correlacionar fortament i positivament a tot el món, cosa que posa de manifest que la biodiversitat subterrània comparteix impulsors ecològics similars a mesura que es desenvolupen els sòls i els ecosistemes. En conjunt, les nostres troballes proporcionen evidència que els patrons ecològics en la biodiversitat subterrània són predictibles en els principals tipus d'ecosistemes distribuïts globalment, i suggereixen que els canvis a la coberta vegetal i l'acidificació del sòl durant el desenvolupament de l'ecosistema estan associats amb canvis de biodiversitat subterrània al llarg. CLIMIFUN també ha proporcionat la primera avaluació global dels factors ambientals que controlen l'efecte d'encebament (Nature Communications, 2019). El nostre treball va mostrar que la magnitud de l'efecte d'ordi aparent positiu (augment en l'alliberament de CO2 a través del recanvi accelerat de biomassa microbiana) es va associar negativament amb el contingut de SOC i les taxes de respiració microbiana.
El nostre model estadístic suggereix que els efectes aparents de l'ordi tendeixen a ser negatius als llocs més màssics associats amb més continguts de SOC. Per contra, una sola entrada de C làbil causa efectes d'encebament aparents positius en ubicacions més àrides amb baixos continguts de SOC. Els nostres resultats proporcionen evidència sòlida que el contingut de SOC té un paper crític en la regulació dels efectes aparents d'encebament, amb implicacions importants per a la millora dels models de cicle C en escenaris de canvi global. CLIMIFUN també va investigar la importància de les comunitats microbianes com a predictors de la resistència multifuncional (cicle de C, N i P) al canvi climàtic i la fertilització nitrogenada. Aquest treball va ser publicat a Ecology Letters el setembre del 2017 (Delgado-Baquerizo et al. 2017. Cartes d'Ecologia 20: 1295-1305).
Tot i la importància de les comunitats microbianes del sòl per al funcionament dels ecosistemes i el benestar humà, es coneix poc sobre els mecanismes que controlen la composició i la diversitat d'aquestes comunitats, i el paper dels seus atributs en la provisió de múltiples funcions i serveis ecosistèmics, com el cicle i la descomposició de nutrients (és a dir, la multifuncionalitat).
Nombrosos estudis han identificat el clima, l'etapa de desenvolupament de l'ecosistema i les característiques del sòl com a principals impulsors de la diversitat vegetal i animal. Tot i això, se sap molt menys sobre els efectes interactius del clima, les propietats del sòl i el temps en el control de la diversitat i multifuncionalitat microbiana durant la successió dels ecosistemes. Aquesta manca de coneixement dificulta la nostra capacitat per predir els canvis a les comunitats microbianes i les seves conseqüències per al funcionament dels ecosistemes en condicions de canvi climàtic, i limita la inclusió dels microbis del sòl en els models biogeoquímics globals.
El principal objectiu d'investigació d'aquesta acció és aprofundir en els patrons i els mecanismes que impulsen la diversitat i la multifuncionalitat microbiana del sòl en entorns canviants. Utilitzarem un nou marc conceptual que combina cronoseqüències a llarg termini, experiments de canvi climàtic i models d'equacions estructurals per avaluar quantitativament el paper del temps, el clima i els múltiples impulsors del sòl en el control de la diversitat i la multifuncionalitat microbiana.
La investigació descrita en aquesta proposta inclou una gamma de mètodes bioquímics, moleculars i genòmics d'avantguarda per a l'anàlisi de les comunitats microbianes i la seva multifuncionalitat, cosa que garanteix la màxima utilitat i impacte dels nostres resultats. En conjunt, CLIMIFUN revelarà els factors que controlen la diversitat microbiana del sòl i les múltiples funcions vinculades a la producció vegetal i al cicle de nutrients en un entorn canviant. Aquest treball, doncs, abordarà una bretxa de coneixement clau per donar suport a l'augment de la demanda mundial d'aliments i fibra en les properes dècades, i constitueix una prioritat de recerca per a H2020.
Molts estudis han identificat el clima, l'etapa de desenvolupament d'un ecosistema i les característiques del sòl com a impulsors principals de la diversitat de plantes i animals. Tot i això, se sap molt menys sobre els efectes interactius del clima, les propietats del sòl i el temps en el control de la diversitat microbiana i la multifuncionalitat durant la successió dels ecosistemes. Aquesta manca de coneixement científic dificulta la capacitat dels científics per predir els canvis a la comunitat microbiana i les seves conseqüències per al funcionament dels ecosistemes sota el canvi climàtic. També limita la inclusió dels microbis del sòl als models biogeoquímics mundials.
El projecte CLIMIFUN va abordar aquesta llacuna de coneixements mitjançant la investigació dels patrons i mecanismes globals que impulsen la diversitat microbiana del sòl i els processos dels ecosistemes en entorns canviants. "Mitjançant la realització d'experiments i estudis de camp globals, hem augmentat la nostra comprensió dels principals patrons i mecanismes globals als biomes globals i durant la formació del sòl", diu Manuel Delgado-Baquerizo, investigador de Marie Sklodowska-Curie. Un esforç internacional Científics de més de 30 institucions van dur a terme una enquesta global, recopilant dades de camp de 9 països i 6 continents. "El desafiament més important va ser desenvolupar protocols estandarditzats per a l'aixecament de la vegetació i estudis de diversos entorns, com ecosistemes àrids i boscos tropicals, i que fossin fàcils de seguir per tot tipus d'investigadors, des d'ecòlegs de camp fins a biòlegs moleculars", explica Delgado-Baquerizo. Els resultats innovadors van revelar el destí de la biodiversitat del sòl al llarg de milions d'anys de desenvolupament dels ecosistemes, i van donar suport a la Primer Atles Mundial de la Biodiversitat del Sòl (S'obre en una nova finestra). "Com que el paper del temps en el control de la distribució dels organismes del sòl continua sent en gran mesura inexplorat, especialment a escala global, CLIMIFUN constitueix un estudi pioner en aquesta àrea", comenta Delgado-Baquerizo.
El projecte també proporciona noves proves que la biodiversitat del sòl controla les respostes de les funcions dels ecosistemes a la Impulsors del canvi global(Sobre en una finestra nova). A més, va identificar, per primera vegada, el paper dels climes passats en el control de les distribucions de la biodiversitat del sòl a escala global (s'obre en una finestra nova). A més, CLIMIFUN va identificar aquells llocs de la Terra on s'espera trobar i caracteritzar tàxons desconeguts els propers anys. Ajuda a la conservació CLIMIFUN va proporcionar informació vital sobre la història natural de la biodiversitat de bacteris del sòl, fongs, protistes i invertebrats als ecosistemes terrestres dels principals biomes mundials. Segons Delgado-Baquerizo: "La nostra feina va demostrar que, a mesura que el sòl es desenvolupa, els canvis en la biodiversitat del sòl són impulsats per canvis a la coberta vegetal i l'acidificació durant mil·lennis". La iniciativa també va proporcionar una comprensió fonamental del paper de la biodiversitat del sòl en el suport al funcionament dels ecosistemes, des de la fertilitat fins a la producció de plantes i en l'impuls de les respostes de les funcions dels ecosistemes al canvi global. A més, va quantificar la importància de la memòria ecològica en el control de les funcions dels ecosistemes i la biodiversitat del sòl a nivell mundial.
El coneixement derivat de CLIMIFUN beneficiarà científics, conservacionistes, administradors de terres, mestres i formuladors de polítiques. "L'atles mundial, per exemple, proporciona informació bàsica per ensenyar la distribució global dels organismes del sòl, com s'ha fet amb les plantes durant dècades. També inclou informació sobre els llocs que s'han de protegir per mantenir la biodiversitat del sòl a tot el món. A més, planteja nous reptes i línies de recerca importants per als investigadors que busquen identificar els tàxons dominants als sòls de tot."
- UNIVERSIDAD REY JUAN CARLOS
- REGENTS OF THE UNIVERSITY OF COLORADO
Projectes relacionats
