Los antibióticos del ganado y el aumento de las temperaturas alteran las comunidades microbianas del suelo


Los suelos albergan diversas comunidades microbianas que ciclan los nutrientes, sustentan la agricultura y atrapan el carbono, un servicio importante para la mitigación del clima. 


por el Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas


A nivel mundial, alrededor del 80% de las reservas de carbono terrestre de la Tierra se encuentran en el suelo. Debido al calentamiento climático y otras actividades humanas que afectan a los microorganismos del suelo, este importante sumidero de carbono está en riesgo.

Un nuevo estudio dirigido por Jane Lucas, ecologista comunitaria del Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas, investigó los efectos interactivos del aumento de las temperaturas y un antibiótico común del ganado en los microbios del suelo . El equipo de investigación encontró que el calor y antibióticos alteran suelo comunidades microbianas que degradan la eficiencia microbio del suelo, resistencia al estrés futuro y capacidad de atrapar carbono . El trabajo, ahora disponible en línea, aparecerá en la edición de diciembre de Soil Biology and Biochemistry .

Lucas dice: «La mayoría de los estudios sobre la salud del suelo examinan solo un factor estresante a la vez. Aquí, queríamos explorar los efectos del calentamiento de las temperaturas y los antibióticos simultáneamente, para tener una idea de cómo dos factores estresantes en aumento impactan en los suelos».

Se seleccionó la monensina porque es un antibiótico común cuyo uso se está expandiendo en las granjas de ganado. La monensina es económica, fácil de administrar, no requiere una directiva de alimentación veterinaria y no se usa en medicamentos humanos. Como muchos antibióticos, Monensin se metaboliza mal; gran parte del antibiótico sigue siendo biológicamente activo cuando ingresa al medio ambiente a través de los desechos animales.

El equipo recolectó muestras de suelo de pradera de tierras preservadas en el norte de Idaho que estaban libres de ganado en pastoreo. La cubierta vegetal en el sitio de recolección, principalmente pradera de pastos altos, representa pastos típicos para ganado, sin insumos de desechos de ganado.

Las muestras de suelo se trataron con una dosis alta, una dosis baja o ninguna dosis del antibiótico; estos se calentaron a tres temperaturas diferentes y se dejaron incubar durante 21 días. Las temperaturas probadas (15, 20 y 30 ° C) representaron la variación estacional más una proyección de calentamiento futuro. Para cada tratamiento, el equipo monitoreó la respiración del suelo, la acidez, la composición y función de la comunidad microbiana, el ciclo del carbono y el nitrógeno y las interacciones entre los microbios.

Descubrieron que con el aumento de calor y la adición de antibióticos, las bacterias colapsan, lo que permite que los hongos dominen y se homogeneicen, lo que resulta en menos microbios totales y menos diversidad microbiana en general. Los antibióticos por sí solos aumentaron el carbono biodisponible y redujeron la eficiencia microbiana. El aumento de las temperaturas por sí solo aumentó la respiración del suelo y disolvió el carbono orgánico. Los aumentos en estos depósitos de carbono lábiles pueden conducir a una reducción de la capacidad de almacenamiento de carbono a largo plazo.

Los antibióticos del ganado y el aumento de las temperaturas alteran las comunidades microbianas del suelo
El asistente de investigación Peter Hoch recolecta muestras de suelo de pradera en Moscú, Idaho. Crédito: Jane Lucas

Lucas dice: «Vimos cambios reales en las comunidades de microbios del suelo en las adiciones de dosis bajas y altas. El aumento de la temperatura exacerbó estos efectos de los antibióticos, con distintas comunidades microbianas que emergen a cada temperatura probada. Dentro de estos conjuntos, vimos una diversidad reducida y menos microorganismos En general, estos cambios podrían disminuir la resistencia de los suelos al estrés futuro.

«También descubrimos que el calor y los antibióticos aumentaron la respiración microbiana, disminuyendo la eficiencia. Esencialmente, los microbios tienen que trabajar más para sobrevivir cuando están en un ambiente caluroso y cargado de antibióticos. Esto es similar a cómo es más fácil caminar una milla cuando es 70 grados que correr una milla cuando hay 95 grados. La disminución de la eficiencia microbiana puede hacer que los suelos almacenen menos carbono a largo plazo «.

A medida que los microbios del suelo trabajan más duro (e ineficazmente) para procesar el carbono, menos se convierte en una forma orgánica estable, que quedaría atrapada en el suelo. En cambio, se libera más dióxido de carbono a la atmósfera como gas. Este efecto podría convertir un importante sumidero de carbono en una fuente de carbono, agravando los efectos del cambio climático.

El autor principal Michael Strickland, profesor asociado del Departamento de Sistemas de Agua y Suelo de la Universidad de Idaho, dice: «Las fuerzas del cambio ambiental no actúan de forma aislada. Nuestros resultados muestran que el calor solo, los antibióticos solo y el calor y los antibióticos juntos diferentes efectos en las comunidades microbianas del suelo. Estos hallazgos resaltan la importancia de probar múltiples factores de estrés simultáneamente para comprender mejor cómo nuestros suelos y las funciones esenciales que realizan están cambiando «.

Lucas concluye: «Este trabajo se alinea con el enfoque de ‘Una sola salud’. La agricultura, el medio ambiente y la salud pública están indisolublemente vinculados. Comprender cómo los múltiples factores de estrés dan forma a los microbios del suelo es fundamental para apoyar la salud del suelo frente al cambio global. Si lo hacemos Si no se gestiona para obtener efectos interactivos, cosas como la capacidad de almacenamiento de carbono del suelo y la producción de cultivos podrían verse comprometidas. Además de los esfuerzos más amplios de mitigación del clima, limitar los aportes de antibióticos al medio ambiente podría ayudar a proteger los suelos «.



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