BIODIVERSIDAD DEL SUELO

Parte 15

La Biodiversidad del Suelo al Extremo

Desecación

Además de ser los suelos más fríos de la Tierra, la Antártida también alberga los suelos más secos en los Valles secos de McMurdo. Fuera de la Antártida, el lugar más seco del planeta es el desierto de Atacama en Chile. Aquí, algunas áreas reciben menos de 5 mm de lluvia por año y puede haber décadas sin lluvia (Warren-Rhodes et al. 2006). No obstante, aún se encuentran niveles limitados de biodiversidad. En zonas con menos de 75 horas al año de agua líquida disponible, todavía se encuentran cianobacterias, que son capaces de realizar la fotosíntesis. Este parece ser el límite de la fotosíntesis con respecto a la disponibilidad de agua.

Debido a las restricciones a la fotosíntesis y al metabolismo impuestas por las severas restricciones de agua, se ha estimado que el carbono orgánico dentro de las comunidades del suelo que se encuentran en este ambiente tiene un tiempo de renovación de 3 200 años (Warren-Rhodes et al. 2006). Esto se compara con tasas de renovación generalmente inferiores a 100 años en suelos cultivables (Yamashita et al. 2006).

Radiación solar

La radiación solar se limita a la superficie extrema de los suelos. Se ha demostrado que incluso los suelos arenosos que tienen poros relativamente grandes, sólo permiten la transmitancia** del 0.3% de la radiación solar hasta 2.0 mm de profundidad y esta transmitancia se reduce a sólo el 0.2% a 1.0 mm de profundidad en un suelo arcillo-limoso (Benvenuti, 1995). Si bien la luz es vital para los organismos fotosintéticos, restringiendo la fotosíntesis a la superficie extrema del sistema del suelo, la radiación solar también contiene rayos UV que son perjudiciales para la vida. Hughes y colaboradores (2003) demostraron que la radiación UV inhibía el crecimiento de hifas fúngicas, y que la inhibición del crecimiento aumentaba al disminuir la longitud de onda.

Los organismos que están expuestos a la luz solar normalmente producen pigmentos para protegerse de los efectos nocivos de los rayos UV. Por ejemplo, se observa una mayor melanización en los colémbolos que habitan más cerca de la superficie del suelo como una correlación directa a su mayor exposición a los rayos UV (Hopkin 1997).

Quizás de manera contradictoria, Arrage et al. (1993) demostraron que muchos de los microorganismos del subsuelo que estudiaron exhibieron los mismos niveles de resistencia a los rayos UV que los microorganismos de la superficie. Esto tal vez sea una consecuencia de la naturaleza altamente dinámica del sistema del suelo, lo que significa que cualquier microorganismo del suelo no puede «confiar» en estar protegido de los rayos UV y puede quedar expuesto después de eventos de erosión. Para sobrevivir a tales eventos es necesario que los organismos del subsuelo posean los mecanismos de protección necesarios, incluso si no se utilizan la mayor parte del tiempo.

MECANISMOS PARA AFRONTAR LOS EXTREMOS

​Criptobiosis

El estado de Criptobiosis se caracteriza por un metabolismo indetectable y la inducción de cambios fisiológicos y morfológicos en el organismo. Algunos organismos, incluidas muchas especies de bacterias y nematodos, pueden entrar en un estado de criptobiosis en cualquier etapa del ciclo de vida cuando las condiciones ambientales se tornan demasiado severas para sustentar vida activa.

Los organismos en estado de criptobiosis se vuelven extremadamente resistentes a las condiciones ambientales. Los nematodos en este estado, por ejemplo, han demostrado ser resistentes a temperaturas extremadamente bajas, a la desecación, cuando la humedad relativa alcanza el 0%, al vacío y a los nematicidas. Sin embargo, pueden volver rápidamente a un estado activo cuando regresan las condiciones ambientales favorables (Freckman y Womersley 1983).

Uso de proteínas

Se ha demostrado que las proteínas pueden funcionar para proteger a los organismos del calor o el frío extremos. Las proteínas que ayudan a proteger los organismos de los efectos del calor se denominan proteínas de choque térmico. Estas proteínas funcionan como «chaperonas» de otras proteínas, ayudando a su plegamiento y ayudando a prevenir la desnaturalización que de otro modo sería causada por el calor.

Por el contrario, las proteínas que ayudan a proteger los organismos del frío se denominan proteínas de choque por frío. El modo de funcionamiento de las proteínas de choque por frío es menos seguro que el de las proteínas de choque térmico, pero parece que muchas son capaces de unirse al ADN y, por lo tanto, posiblemente ayuden a la organización de los cromosomas o actúen como «chaperonas» de ARN.

Algunos organismos que pueden sobrevivir en ambientes bajo cero también son capaces de producir proteínas anticongelantes. Estos funcionan uniéndose a los cristales de hielo que se forman e inhibiendo su crecimiento.

Formación de quistes

Muchos microorganismos, incluidas bacterias, protozoos y hongos, también son capaces de sufrir un proceso llamado «enquistamiento» en el que forman «quistes». Los quistes son básicamente formas latentes y resistentes de los microorganismos, caracterizados por muy poco o ningún metabolismo y paredes celulares más gruesas. Los quistes son más resistentes a temperaturas extremas, pH y desecación. Una vez que las condiciones vuelven a ser favorables, los organismos pueden salir de su forma de quiste y comenzar nuevamente a metabolizar, crecer y reproducirse.

Referencia: Gardi Ciro and Jeffery Simon. Soil Biodiversity. Joint Research Centre, Scientific and Technical Reports Institute for Environment and Sustainability. Land Management & Natural Hazards Unit.