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Investigadores del IGI estudian cómo la temporada de lluvias despierta las bacterias y los virus que las cazan
Cuando pensamos en los gases de efecto invernadero, normalmente pensamos en los automóviles, la industria manufacturera y la ganadería. Pero el suelo microbios También son una fuente importante de emisiones de gases de efecto invernadero. Algunos microbios emiten directamente metano a la atmósfera como parte de su proceso metabólico. En otros casos, cuando los microbios del suelo mueren, liberan su contenido rico en carbono, que ingresa a la atmósfera en forma de gases de efecto invernadero.
En California y otros climas templados, los microbios del suelo tienen ciclos anuales. Permanecen en gran parte inactivos durante el verano seco y principios del otoño. Cuando llega la primera lluvia, desencadena el comienzo de la temporada de crecimiento de muchas plantas y anima la comunidad microbiana, o microbioma, en la tierra. Durante el período inmediatamente posterior a esta lluvia (“humedecimiento”), bacterias fotosintéticas así como de otros unicelular Los microbios del suelo se multiplican rápidamente. Simultáneamente se produce una extinción masiva de microbios, lo que libera una enorme explosión de dióxido de carbono a la atmósfera.
En un nuevo in Nature Communications, la primera autora Alexa Nicolas combinó las técnicas pioneras de la Directora de Microbiología de IGI, Jill Banfield, y Mary Firestone, afiliada de IGI, para observar más de cerca lo que sucede con los microbiomas del suelo durante la humedad. Con las técnicas de Banfield para metagenómica resuelta por el genoma, el equipo pudo identificar qué tipos de microbios estaban presentes en el suelo y aproximadamente qué tan comunes eran. Luego podrían inducir artificialmente la humedad añadiendo agua con una etiqueta molecular al suelo, un sistema utilizado por el laboratorio de Firestone llamado "etiquetado de isótopos estables". El letra singular Las secuencias que llevaban la etiqueta molecular añadida procederían de bacterias, arqueasy virus que se multiplicaban rápidamente, tomando la molécula para hacer nuevas copias de ADN. De esta manera, los investigadores pudieron obtener instantáneas cercanas de los cambios en la comunidad durante el período de sequía.
Nichols y el equipo de investigación descubrieron que la humedad no sólo induce una multiplicación masiva de bacterias y otros organismos unicelulares en el suelo, sino también una multiplicación masiva de los virus que se aprovechan de ellos. Significativamente, se estima que casi la mitad de la muerte microbiana y la consiguiente liberación de carbono durante la primera semana de humectación pueden atribuirse a los virus del suelo.
Es un llamado a aquellos de nosotros que estudiamos los microbiomas a decir: 'Miren, no se puede diseñar un experimento basado en nuestras suposiciones sobre lo que hacen los microbios en el suelo'. Los virus son su propio componente clave a considerar.
El equipo intentó abordar otro misterio: ¿dónde están estos virus durante la estación seca? Se pensaba que podrían estar escondidos en las células bacterianas latentes, pero los datos de estos estudios no lo respaldan. En cambio, parece que los virus persisten por sí solos en el suelo. Básicamente, el suelo seco sirve como banco de semillas para una gran cantidad de virus cazadores de bacterias que permanecen latentes mientras esperan que se humedezcan.
"Hemos estado estudiando este momento fascinante en el que el microbioma del suelo vuelve a despertar después de haber estado inactivo durante tanto tiempo", dice Nicolas. "Pero también es realmente emocionante porque es un sistema modelo para comprender cómo los suelos retienen y liberan carbono".
En última instancia, obtener una comprensión más profunda de la dinámica del microbioma del suelo nos ayudará a desarrollar nuevas estrategias para ayudar a mantener el carbono en el suelo.
