Los organismos de todo el mundo se enfrentan a niveles de estrés sin precedentes causados por el cambio climático, la destrucción del hábitat y muchos otros cambios en el medio ambiente provocados por el ser humano. Anticipar y mitigar los efectos de esta creciente presión sobre los organismos y los servicios ecológicos de los que dependemos requiere comprender por qué algunas especies se encuentran en una amplia gama de entornos mientras que otras se encuentran solo en unos pocos hábitats.
En la ecología científica, los investigadores a menudo intentan clasificar los organismos de nuestro planeta en dos categorías: generalistas y generalistas. Los especialistas pueden sobrevivir en una variedad de condiciones ambientales y hábitats, mientras que los especialistas están restringidos o restringidos a condiciones específicas para sobrevivir. Por ejemplo, el oso panda solo se alimenta de bambú dentro de un hábitat determinado. No solo su hábitat está restringido, sino también su dieta, y si la planta de bambú se extingue, el oso panda también podría hacerlo.
Pero, ¿qué pasa con el mundo microbiano de organismos invisibles que se encuentran en todas partes de la Tierra, desde el intestino humano hasta el suelo debajo de nuestros pies? ¿En qué categoría caes?
Para encontrar la respuesta, un grupo de estudiantes graduados y posdoctorales de Profesor asociado Michelle Afkhami Laboratorio de biología en universidad de miami Universidad de Artes y Ciencias El secuenciador de ADN estudió los procariotas, un grupo de microbios que incluye todas las bacterias y arqueas. Hallazgos en un estudio reciente titulado, “La especialización y la generalización multidimensional son omnipresentes en los procariotas del suelo.Ya disponible en la revista la naturaleza y su evolucion.
dijo Damian Hernandez, un ex estudiante de posgrado en el laboratorio de Afkhami que ahora es un posdoctorado que se prepara para una beca de biología con la Fundación Nacional de Ciencias. «Específicamente, queríamos averiguar si los microbios son típicamente multidimensionalmente especializados, multidimensionalmente generales o usan diferentes estrategias en torno a diferentes dimensiones ecológicas, y qué efecto podría tener eso en sus roles dentro de las comunidades.
«Las dimensiones ambientales que usamos para determinar si los microbios eran generales o especializados se basaron en múltiples condiciones ambientales en el suelo en el que viven, por ejemplo, hojarasca, temperatura, agua y nutrientes», agregó.
En un esfuerzo de colaboración que llevó dos años preparar, el equipo de estudiantes analizó más de 200 muestras de suelo recolectadas por Red Nacional de Observatorios Ambientales de ubicaciones en los Estados Unidos. Entre los más de 1200 procariotas que examinaron, Hernández y el equipo encontraron algo muy sorprendente. Descubrieron que la mayoría (90 por ciento) de los microbios eran especialistas multidimensionales o especialistas multidimensionales.
Esencialmente, si un microbio es especialista en un eje ecológico, siempre es generalista en todos los demás; Y si es especialista en un eje ambiental, entonces es especialista en todos los ejes. Además de proporcionar información importante sobre cómo se estructuran las comunidades microbianas, este descubrimiento proporciona algunas de las primeras pruebas de especialización y generalización multidimensional en cualquier tipo de organismo.
«Descubrimos que los microbios pueden estar muy restringidos en el lugar donde se encuentran», dijo Hernández, el primer autor del estudio. «Los microbios generales son muy resistentes y pueden tolerar una amplia gama de condiciones. Pero los microbios especializados son sensibles a muchas condiciones ambientales diferentes porque están limitados por múltiples centros ecológicos, por lo que cualquier cambio en el medio ambiente puede dificultar su supervivencia».
«Hipotéticamente, si un ecosistema está estructurado por microbios especializados, es probable que esos ecosistemas sean más sensibles al cambio ambiental», dijo.
Afkhami afirma que los hallazgos constituyen un argumento interesante sobre cómo los microbios pueden sobrevivir en un clima cambiante.
«Como aprendimos del estudio, los microbios públicos pueden vivir en una amplia gama de hábitats, y esto podría significar que estos microbios pueden adaptarse al cambio climático o la fragmentación del hábitat porque es probable que toleren las condiciones ambientales cambiantes. También son muy dominante dentro de las comunidades microbianas.
Por el contrario, el equipo descubrió que los microbios especializados pueden ser muy vulnerables al cambio ambiental. Los microbios clasificados como especialistas también parecen ser importantes «reguladores comunitarios» debido a su mayor funcionalidad dentro del ámbito microbiano. Por ejemplo, el equipo de investigación descubrió que es probable que los microbios especializados sean los que pueden promover el crecimiento de las plantas, eliminar las toxinas del suelo, digerir el carbono acumulado en el suelo y agregar nutrientes al suelo.
«Esto es muy preocupante porque lo que también aprendimos en el estudio es que los especialistas microbianos están íntimamente conectados con la red microbiana y pueden considerarse especies clave para mantener e impulsar la diversidad y función del microbioma», dijo Afkhami. «Con este estudio, podemos comenzar a comprender, desde una perspectiva más amplia en la comunidad del microbioma, algunas de sus funciones biológicas, sus roles en la comunidad microbiana y cómo responderá a los cambios globales en el planeta».
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La especialización y la generalización multidimensional son omnipresentes en los procariotas del suelo.
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