Quelques Bactéries habituelles expliquent la majeure partie de l’utilisation du Carbone dans le Sol
Seuls quelques taxons bactériens trouvés dans les communautés écologiques de la planète sont responsables de la majorité du recyclage du carbone dans les sols. Ces toutes nouvelles découvertes, faites par des scientifiques de la Northern Arizona University et également publiées dans Nature Communications, recommandent qu’en dépit de la diversité des taxons microbiens trouvés dans les sols sauvages prélevés dans quatre écosystèmes différents, seuls trois des six groupes de bactéries sont responsables de la plupart dès l’utilisation du carbone qui s’est produite.
Le sol contient deux fois plus de carbone que toute la végétation sur terre ; par conséquent, il est crucial de prévoir comment le carbone est stocké dans le sol et libéré sous forme de CO2 pour comprendre la dynamique future de l’environnement. Le groupe de recherche, qui comprenait des chercheurs du Pacific Northwest National Lab, du Lawrence Livermore National Research Laboratory, de l’Université du Massachusetts-Amherst et du West Virginia College, demande exactement comment ces procédures microbiennes essentielles devraient être représentées dans les conceptions climatiques du système terrestre.
“Nous avons constaté que quelques groupes de bactéries habituelles gèrent vraiment le vélo au carbone”, a déclaré Bram Stone, chercheur postdoctoral à la Facility for Ecosystem Scientific Research and Culture du Northern Arizona College qui a dirigé l’étude. “L’ère du séquençage a fourni un aperçu incroyable de la diversité du monde microbien”, a déclaré Stone, qui travaille maintenant au Pacific Northwest National Lab. “Cependant, nos informations suggèrent que lorsqu’il s’agit de fonctions cruciales telles que la respiration du sol, il pourrait y avoir beaucoup de redondance construite directement dans la zone de saleté. Ce sont quelques acteurs habituels et généreux qui font le plus la différence.
Ces bactéries – Bradyrhizobium, les Acidobactéries RB41 et Streptomyces – étaient bien meilleures que leurs équivalents plus rares pour utiliser à la fois le carbone du sol existant et les nutriments apportés au sol. Lorsque du carbone et également de l’azote ont été ajoutés, ces arbres généalogiques de bactéries déjà dominants ont réglé leur contrôle des nutriments, se démolissant davantage et se développant également plus rapidement par rapport aux divers autres taxons présents. Bien que les chercheurs aient identifié d’innombrables organismes spéciaux, ainsi que des milliers de catégories distinctes ou de collections d’espèces (par exemple, le genre Canis se compose de loups, de loups des prairies et de chiens), seuls six étaient nécessaires pour constituer plus de la moitié de l’utilisation du carbone, et seulement trois étaient responsables de plus de la moitié de l’utilisation du carbone dans le sol enrichi en nutriments.
En utilisant de l’eau identifiée avec des isotopes uniques de l’oxygène, Rock et son équipe ont séquencé l’ADN situé dans des échantillons de sol, adhérant aux isotopes de l’oxygène pour voir quels taxons l’ont inclus dans leur ADN, un signal qui montre la croissance. Cette méthode, appelée la pénétration quantitative constante des isotopes (qSIP), permet aux chercheurs de suivre quelles bactéries se développent dans la saleté sauvage au niveau des taxons privés. Ensuite, le groupe a pris en compte la richesse de chaque taxon et a également conçu l’efficacité avec laquelle les microorganismes absorbent le carbone du sol. Le modèle composé de la spécificité taxonomique, de la dimension du génome et du développement prévoyait la libération de CO2 déterminée beaucoup plus correctement que les conceptions qui ne regardaient que l’abondance de chaque groupe microbien. Il a également révélé que quelques taxons seulement produisaient la majorité du CO2 observé par les chercheurs.
« Une bien meilleure compréhension de la manière dont les organismes individuels contribuent au cycle du carbone à des ramifications cruciales pour gérer la fertilité des sols et réduire l’imprévisibilité des prévisions de changement de l’environnement », a déclaré Kirsten Hofmockel, chef de l’équipe scientifique du microbiome au Pacific Northwest National Laboratory et co-auteur de l’étude de recherche. . “Cette recherche distingue la diversité taxonomique et utile des microorganismes du sol et nous demande de considérer la biodiversité d’une nouvelle manière.”
« Les données sur les groupes microbiens divulguées par cette stratégie nous permettent de poser des questions plus nuancées », a déclaré Rock. “Là où nous utilisions pour caractériser une communauté microbienne par sa caractéristique principale, la méthode qu’un État entier aurait généralement voté” pour “ou” contre “une suggestion de bulletin de vote, actuellement, avec qSIP, nous pouvons voir que cela conduit ce plus grand modèle – les « résultats des élections », si vous voulez certainement – au niveau des quartiers microbiens individuels, des îlots urbains.
« De cette façon, nous pouvons commencer à identifier les organismes du sol qui réalisent des caractéristiques vitales, telles que la séquestration du carbone, et les rechercher plus attentivement. »
Référence: “Nutrients cause consolidation of soil carbon flux to small proportion of bacterial community” by Bram W. Stone, Junhui Li, Benjamin J. Koch, Steven J. Blazewicz, Paul Dijkstra, Michaela Hayer, Kirsten S. Hofmockel, Xiao-Jun Allen Liu, Rebecca L. Mau, Ember M. Morrissey, Jennifer Pett-Ridge, Egbert Schwartz and Bruce A. Hungate, 7 June 2021, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-021-23676-x
