Mirando hacia el suelo: resumen del tercer congreso internacional sobre costra biológica

11/11/2016 0 comentarios
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Del 26 al 30 de septiembre tuvo lugar en Moab (Utah, Estados Unidos) el tercer congreso internacional sobre costra biológica (Biocrust 3). Aprovechando que Fernando estuvo presente en el mismo nos gustaría presentar a esta comunidad de organismos, así como dar una visión general de los "trending topics" en el estudio de la misma y de algunas de las líneas de investigación que se presentaron en Biocrust 3 y que nos parecieron más interesantes.

¿Qué es la costra biológica del suelo?

Como ya comentamos en la entrada inaugural de este blog, la falta de agua impide el establecimiento de una cubierta vegetal continua en la mayor parte de las zonas áridas, por lo que predominan formaciones vegetales abiertas en las que manchas discretas de vegetación se encuentran dispersas a lo largo de una "matriz" de suelo desprovisto de vegetación vascular perenne. Ello no debe hacer pensar que estos lugares sin vegetación vascular perenne carecen de vida e importancia ecológica, ya que en ellos encuentran su hábitat principal un particular conjunto de organismos formado por musgos y líquenes, bacterias, hongos, cianobacterias y otros microorganismos, que genéricamente recibe el nombre de costra biológica (Figura 1).

Fotos costra_2.jpgFigura 1. Ejemplos de matorrales (foto superior izquierda) y espartales (foto superior derecha) del centro de la Península Ibérica en los que predomina la costra biológica. Las fotografías inferiores muestran un detalle de comunidades de costra biológica dominadas por líquenes en estos ambientes. Fotografías de Fernando T. Maestre.

La costra biológica está ampliamente distribuida en muchos tipos de suelo y en casi todas las comunidades vegetales donde la luz alcanza la superficie del suelo, si bien predomina en zonas áridas, semiáridas, alpinas y polares. Estos organismos, que ocupan el habitat que proporciona los primeros mm de la superficie del suelo, desempeñan un importante papel en el funcionamiento de los ecosistemas en los que se encuentran, ya que constituyen un "filtro" que controla el intercambio de materia y energía entre el suelo y la atmósfera, y afectan tanto a otros organismos como a distintos procesos ecológicos clave a la hora de determinar dicho funcionamiento. La costra biológica aporta carbono y nitrógeno al suelo, incrementa su estabilidad y lo protege frente a la acción erosiva de la lluvia y el viento. También afecta a la infiltración de agua en el suelo y regula la germinación de numerosas plantas vasculares, siento también el hábitat de organismos como artrópodos, protozoos y nematodos. No vamos a explayarnos en la importancia ecológica de la costra biológica para evitar que se nos quede una entrada muy larga y porque ya hay otras entradas de blog en castellano que lo hacen (ésta es un buen ejemplo), pero el lector interesado puede encontrar una revisión sobre la costra biológica y sus funciones en este artículo (en castellano); para otra revisión centrada en el papel ecológico de la costra biológica presente en los ecosistemas áridos de la Península Ibérica véase este otro artículo (en inglés). Aquellos lectores interesados en profundizar más sobre el conocimiento de la costra biológica pueden consultar este libro (en inglés), que podríamos definir como la "biblia" sobre esta comunidad de organismos. 

Biocrust3: el congreso internacional de referencia para los investigadores interesados en la costra biológica

El congreso que nos ocupa en esta entrada es el tercero de una serie de reuniones internacionales iniciada en Retzbach-Zellingen (Alemania) en 2010, seguida de la que tuvo lugar en Madrid en 2013. El interés por el estudio de la costra biológica, así como la internacionalización de la comunidad de investigadores dedicados a la misma, ha ido creciendo en los últimos años, como lo demuestra la asistencia a estos congresos. De los cincuenta asistentes al congreso de 2010 pasamos a 100 en el congreso de Madrid y a 150 en el celebrado recientemente en Moab, que además provenían de 17 países distintos. Una característica de este congreso fue el buen ambiente reinante y la gran afluencia de investigadores jóvenes y en formación. El congreso de Moab destacó asimismo por la excelente organización, fruto del trabajo de los organizadores (Matthew Bowker y Sasha Reed) y de todo su equipo, y así como por la calidad y el nivel científico general de las ponencias presentadas, que fue muy bueno. En Biocrust3 se presentaron trabajos sobre prácticamente todos los temas relacionados con la ecología de la costra biológica, si bien hubieron tres grandes "trending topics" que agruparon un buen número de comunicaciones orales y pósteres: cambio climático, restauración de la costra biológica y ecología de los microorganismos asociados a la costra biológica.

El estudio de las consecuencias ecológicas del cambio climático es sin duda alguna un "hot topic" en ecología, por lo que no debe sorprendernos el que cada vez hayan más estudios que evalúen dichos efectos en las comunidades de costra biológica. Los resultados de los estudios presentados en Moab, como los realizados por Fernando, José Raggio y Concepción Cano en España y Scott Ferrenberg, Sasha Reed y Jayne Belnap en Estados Unidos, indican que el calentamiento global que estamos sufriendo y los cambios en el régimen de precipitaciones previstos para las próximas décadas van a tener importantes consecuencias negativas sobre las comunidades de costra biológica dominadas por musgos y líquenes, que se van a ver previsiblemente reemplazadas por comunidades dominadas por cianobacterias, mejor adaptadas a condiciones de mayor aridez. Esto tendrá importantes consecuencias para procesos afectados por estos organismos, como la fijación de carbono y nitrógeno atmosféricos, así como sobre otros organismos asociados a este tipo de costra biológica. Como muestra de ello podemos citar las investigaciones realizadas por Manuel Delgado-Baquerizo y colaboradores en España, Australia y Estados Unidos, que muestran como la costra biológica dominada por musgos minimiza los efectos negativos del aumento de aridez, uno de las principales consecuencias del cambio climático en las zonas áridas. Por tanto, si se pierden estos musgos en el futuro, el cambio climático puede generar consecuencias aún más desastrosas en la fertilidad de las zonas áridas con el aumento de aridez.

DSCF5564.JPG 

Figura 2. Vista parcial de un experimento para evaluar los efectos del cambio climático en la costra biologica situado en Almería. Fotografía de Fernando T. Maestre

La restauración de la costra biológica ocupó una sesión especial del congreso, en la que se presentaron los últimos avances sobre cómo recuperar estas comunidades una vez degradadas por actividades humanas como el pastoreo y las prácticas militares. Entre los trabajos presentados destacan los realizados por Matt Bowker, Ferran García-Pichel, Yunge Zhao y sus respectivos grupos de investigación en Estados Unidos y China, que han desarrollado novedosas técnicas de cultivo para propagar rápidamente en el laboratorio musgos y cianobacterias que forman parte de la costra biológica y están realizando en la actualidad distintos estudios de campo para probar si estas comunidades pueden implantarse con éxito en los ecosistemas que se pretende restaurar.

Por lo que respecta a los microorganismos asociados a la costra biológica, destaca sin duda la presentación realizada por Trent Northern, quien nos ilustró a todos con una ponencia excelente en la que, utilizando técnicas de la genómica, la proteómica, la metabolómica y la química analítica, mostró cómo las distintas comunidades de bacterias asociadas a la costra biológica utilizan los distintos metabolitos orgánicos producidos por componentes de esta costra como los líquenes de forma que se minimiza la competencia por los mismos. Dada la importancia que tienen estos metabolitos como fuente de alimentación de los microorganismos asociados a la costra biológica, claramente vamos a ver más estudios sobre este tema en los próximos años.

Otras charlas destacadas fueron las de Tad Truscott (EE.UU.), Tamara Dulić (Serbia) y Oumarou Malam-Issa (Níger). Tad nos dejó a todos boquiabiertos con vídeos (como el que se muestra abajo) y unas buenas dosis de física para presentarnos el sistema de captación de agua del musgo Syntrichia caninervis (puedes encontrar el artículo que lo describe aquí), del que ya hablamos en nuestra segunda entrada. Tamara presentó un modelo muy novedoso que analiza el papel de las cianobacterias asociadas a la costra biológica en la formación del loess, depósitos de sedimentos transportados por el viento formados por cuarzo, feldespatos y mica que cubre grandes extensiones de las zonas áridas de Asia, América del Norte y Europa. Utilizando un exhaustivo trabajo de campo combinado con la información que proporcionan las imágenes de satélite, Oumarou realizó modelos predictivos de la distribución de la costra biológica a distintas escalas espaciales que proporcionan una información muy útil para evaluar la degradación del suelo debido a cambios en el clima y en el uso de la tierra en la zona del Sahel. Podríamos citar muchas más charlas interesantes, pero no queremos alargar más esta entrada, por lo que remitimos a los interesados al libro de resúmenes del congreso (en inglés), donde el lector interesado puede encontrarlas todas.

Vídeo que muestra el sistema de captura de agua del musgo Syntrichia caninervis

En resumen, Biocrust 3 nos dejó un muy buen sabor de boca y puso en evidencia la buena salud de la investigación sobre la costra biológica, la enorme diversidad de la misma y el creciente interés sobre estos organismos por parte de investigadores de todos los rincones del planeta. El siguiente congreso sobre costra biológica tendrá lugar en Australia en 2019, así que esperamos asistir al mismo para poder contarlo en Arida Cutis.