Como será o mundo no futuro? Os cientistas tentam continuamente modelar como as plantas, os ecossistemas e a biodiversidade podem ser afetados por diferentes mudanças globais, para que os formuladores de políticas e conservacionistas possam ser proativos. Essas “previsões de bola de cristal” geralmente são baseadas em experimentos que medem como as plantas crescem sob diferentes temperaturas, teores de água e nutrientes do solo. As coisas ficam um pouco mais complicadas ao tentar entender o que está acontecendo com os micróbios do solo, bem como com as plantas e qualquer feedback entre esses dois.
Dr. Gaowen Yang e três colegas de Freie Universität Berlin e Instituto de Pesquisa Avançada em Biodiversidade de Berlim-Brandenburg (BBIB) investigou o crescimento de quatro espécies de gramíneas, ervas e leguminosas, respectivamente, em misturas de solo de baixa, moderada e alta biodiversidade expostas a três distúrbios de mudança global (por exemplo, aquecimento, seca e deposição de nitrogênio). Os pesquisadores descobriram que os estresses eram mais pronunciados quando as plantas eram cultivadas em misturas de solo com diversidade microbiana reduzida. Distúrbios de seca e deposição de nitrogênio (N) diminuíram a diversidade de plantas, mas as plantas foram capazes de se recuperar em biodiversidade de solo moderada e alta. A antigo estudo mostrou que a perda de espécies microbianas raras do solo que induzem resistência sistêmica também altera as interações planta-praga. O Dr. Yang já havia explorado como os processos e a diversidade do solo são afetados por um número crescente de mudanças ambientais (por exemplo, duas contra dez) e discutido como a biota do solo pode afetar a estabilidade do ecossistema.
De acordo com o relatório estudo atual, Yang e colegas coletaram cerca de 46 kg de solo de Brandemburgo e prepararam misturas de solo para representar a diversidade microbiana do solo baixa, moderada e alta usando a abordagem de diluição para extinção (por exemplo, diferentes proporções de solo fresco e solo esterilizado). Essas misturas de solo foram incubadas por dois meses antes de qualquer experimento para que os micróbios pudessem se acumular. Yang e seus colegas montaram um experimento de microcosmo onde cada vaso continha duas mudas de quatro espécies de gramíneas, ervas e leguminosas, respectivamente, 24 no total. As mudas cresceram nas três diferentes misturas de solo por dois meses e meio e foram colhidas três vezes.
A primeira colheita ocorreu 2.5 meses após a fase de estabelecimento nas diferentes misturas de solo. Os cientistas mediram a biomassa acima do solo de cada espécie. Posteriormente, os vasos foram expostos a três efeitos de mudanças globais (por exemplo, seca, aquecimento, aumento da deposição de N) e as plantas foram colhidas após dois meses. Os pesquisadores então permitiram que as plantas se recuperassem por dois meses e as colheram pela terceira vez. O DNA microbiano do solo foi extraído para medir as mudanças na comunidade bacteriana e fúngica durante as fases de perturbação e recuperação.
Todos os estresses foram mais pronunciados quando as plantas cresceram em misturas de solo com diversidade microbiana reduzida. Por exemplo, a seca diminuiu a biomassa de leguminosas em 89% na mistura de alta biodiversidade do solo, mas a redução foi de 95% na baixa biodiversidade do solo. O aquecimento diminuiu a biomassa de leguminosas em 31% na alta biodiversidade do solo, mas 80% na baixa biodiversidade do solo. Os efeitos foram ligeiramente diferentes para ervas e gramíneas.
“A diminuição na persistência de leguminosas pela perda de biodiversidade do solo pode ser parcialmente atribuída à
ausência de mutualistas no solo, por exemplo, fungos AM [arbuscular mycorrhizal]”, escreveram Yang e colegas.
“Após os distúrbios da mudança global, uma recuperação completa da diversidade bacteriana do solo foi observada no presente estudo, indicando que as bactérias do solo são altamente resilientes aos distúrbios da mudança global, apoiando trabalhos anteriores”.
A biomassa de leguminosas se recuperou totalmente após os distúrbios em alta e moderada biodiversidade do solo, mas não sob baixa biodiversidade do solo. Distúrbios de seca e deposição de N diminuíram a diversidade vegetal.
“Nosso estudo mostra que a perda de biodiversidade pode resultar em um feedback negativo, que pode diminuir ainda mais a diversidade de plantas ao diminuir as leguminosas”.
Este estudo destacou a importância da diversidade microbiana do solo para prever as respostas das plantas a três principais distúrbios de mudança global.
