Dans ce qu'ils croient être la première étude de ce genre, des chercheurs dirigés par le chercheur postdoctoral Luiz A. Domeignoz-Horta et l'auteur principal Kristen DeAngelis de l'Université du Massachusetts à Amherst rapportent que des changements dans la diversité des communautés microbiennes du sol peuvent modifier la capacité du sol à séquestrer le carbone, où il aide généralement à réguler le climat.

Ils ont également constaté que l'effet positif de la diversité sur l'efficacité d'utilisation du carbone - qui joue un rôle central dans ce stockage - est neutralisé dans des conditions sèches. L'efficacité d'utilisation du carbone fait référence au carbone assimilé dans les produits microbiens par rapport au carbone perdu dans l'atmosphère sous forme de CO2 et contribuant au réchauffement climatique, DeAngelis explique. Entre autres avantages, le carbone du sol rend le sol sain en retenant l'eau et en aidant les plantes à pousser.

Elle et ses collègues ont abordé ces questions parce qu'ils soulignent, « des preuves empiriques de la réponse du cycle du carbone du sol aux effets combinés du réchauffement, la sécheresse et la perte de diversité sont rares. ils ont manipulé expérimentalement les communautés microbiennes tout en faisant varier des facteurs tels que la composition des espèces de la communauté microbienne, température et humidité du sol. Les détails sont dans Communication Nature .

En plus du premier auteur Domeignoz-Horta et d'autres à UMass Amherst, l'équipe comprend Serita Frey à l'Université du New Hampshire et Jerry Melillo au Ecosystems Center, Trou de bois, Masse.

Ils soulignent que le carbone dans le sol est régulé en partie par le taux et l'efficacité avec lesquels les microbes qui y vivent peuvent utiliser des aliments végétaux frais et d'autres parties de la matière organique du sol pour se développer. DeAngelis dit que certains « réservoirs de carbone du sol » peuvent « rester pendant des décennies et se transformer très lentement. Ce sont ceux que nous voulons vraiment avoir car ils aident le sol à rester spongieux pour absorber l'eau et aider à lier et libérer les nutriments pour la croissance des plantes. »

"La diversité est intéressante, pas seulement en microbiologie mais dans tous les organismes, y compris les humains, " Dit DeAngelis. " C'est contrôlé par beaucoup de facteurs différents, et il semble que des systèmes plus diversifiés ont tendance à fonctionner plus efficacement et à mieux tolérer le stress. Nous voulions comprendre le rôle de la diversité microbienne dans l'efficacité du carbone du sol."

Elle ajoute, « Reproduire la diversité est délicat, c'est pourquoi nous avons utilisé un système modèle sol. Luiz a extrait les microbes du sol, ont fait des dilutions en série de concentrations de microbes dans un tampon et ont inoculé le sol pour obtenir une variation de diversité. » Ils ont laissé les cinq mélanges microbiens différents se développer pendant 120 jours. En plus d'autres tests, ils ont utilisé une nouvelle méthode basée sur un lourd, isotope stable de l'eau connu sous le nom de 18O-H2O. Cela leur a permis de tracer l'oxygène et de suivre la nouvelle croissance au fil du temps dans les différentes diversités, conditions d'humidité et de température du sol.

"Une chose intéressante que nous avons trouvée est que nous voyons que des communautés plus diversifiées sont plus efficaces. Les microbes se développent plus que dans les communautés moins diversifiées, mais cette augmentation de la croissance avec la diversité est perdue lorsqu'ils sont stressés pour l'eau. Cela suggère qu'il y a une limite à la résilience au stress avec une grande diversité, " Elle ajoute.

Les auteurs précisent, "Les résultats indiquent que la diversité par relation écosystème-fonction peut être altérée dans des conditions non favorables dans les sols, et que pour comprendre les changements dans le cycle du carbone du sol, nous devons tenir compte des multiples facettes des changements mondiaux. »

DeAngelis ajoute, "Nous avons été un peu surpris de la façon dont notre approche fonctionnait si bien. Je suis vraiment intéressé par les efficacités température/humidité et Luiz est plus intéressé par l'angle de diversité. C'est une combinaison des deux qui a été le résultat le plus intéressant."