Os micróbios do solo podem sobreviver em um clima em mudança?

Jun 30, 2023

Os organismos em todo o mundo enfrentam níveis de stress sem precedentes devido às alterações climáticas, à destruição de habitats e a muitas outras alterações ambientais provocadas pelo homem. Prever e mitigar os efeitos deste stress crescente sobre os organismos e os serviços ambientais dos quais dependemos exige a compreensão por que algumas espécies podem existir numa vasta gama de ambientes, enquanto outras existem apenas em alguns habitats.

No mundo científico da ecologia, os investigadores tentam frequentemente classificar os organismos do nosso planeta em duas categorias: especialistas e generalistas. Os generalistas podem sobreviver numa ampla variedade de condições ambientais e habitats, enquanto os especialistas estão mais restritos ou limitados a condições específicas de sobrevivência. O urso panda, por exemplo, alimenta-se apenas de bambu dentro de um habitat específico. Não só o seu habitat é restrito, mas também a sua dieta, e se a planta do bambu for extinta, os ursos panda também poderão ser extintos.

Mas e quanto ao mundo microbiano de organismos invisíveis encontrados em toda a Terra, desde o intestino humano até ao solo sob os nossos pés? Em que categoria eles se enquadram?

Para encontrar a resposta, um grupo de estudantes de graduação e pós-doutorado do laboratório de biologia da professora associada Michelle Afkhami na Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Miami estudou as sequências de DNA de procariontes, um grupo de micróbios que inclui todas as bactérias e arquéias.As descobertas estão em um estudo recenteintitulado “A especialização e generalização multidimensional são difundidas nos procariontes do solo”, agora disponível na revista Nature Ecology & Evolution.

“A ideia por trás do projeto era descobrir se esses micróbios podem existir dentro de uma faixa estreita ou ampla de condições ao longo de muitas dimensões ambientais diferentes”, disse Damian Hernandez, um ex-aluno de graduação no laboratório de Afkhami que agora é pós-doutorado se preparando para um curso de biologia. bolsa de estudos com a National Science Foundation. “Especificamente, queríamos saber se os micróbios são tipicamente especialistas multidimensionais, generalistas multidimensionais ou utilizam estratégias diferentes em diferentes dimensões ambientais – e que efeito isso poderia ter nos seus papéis nas comunidades. As dimensões ambientais que usamos para determinar se os micróbios são generalistas ou especialistas foram baseadas em múltiplas condições ambientais do solo em que vivem, por exemplo, serapilheira, temperatura, água e nutrientes”, acrescentou.

Em um esforço colaborativo de dois anos, a equipe de estudantes analisou mais de 200 amostras de solo coletadas pela Rede do Observatório Ecológico Nacional em locais nos Estados Unidos. Dos mais de 1.200 procariontes examinados, Hernandez e a equipe encontraram algo bastante surpreendente. Eles descobriram que a maioria (90%) dos micróbios eram generalistas multidimensionais ou especialistas multidimensionais.

Essencialmente, se um micróbio era generalista num eixo ambiental, era quase sempre generalista em todos os outros eixos; e se era especialista num eixo ambiental, especializava-se em todos os eixos. Além de fornecer informações importantes sobre como as comunidades microbianas estão estruturadas, esta descoberta fornece algumas das primeiras evidências de especialização e generalização multidimensional em qualquer tipo de organismo.

“Descobrimos que os micróbios podem estar muito restritos quanto ao local onde podem existir”, disse Hernandez, que é o primeiro autor do estudo. “Os micróbios generalistas são muito flexíveis e podem suportar uma ampla gama de condições. Mas os micróbios especializados são sensíveis a muitas condições ambientais diferentes porque estão restritos a múltiplos eixos ambientais e, portanto, quaisquer alterações no ambiente podem dificultar a sua sobrevivência.

“Hipoteticamente, se um ecossistema é estruturado por micróbios especialistas, então esses ecossistemas têm maior probabilidade de serem sensíveis às mudanças ambientais”, disse ele.

Afkhami confirma que as descobertas apresentam um argumento interessante sobre como os micróbios podem sobreviver num clima em mudança.