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Predecir cambios en las redes alimentarias microbianas

Predecir cambios en las redes alimentarias microbianas

Artículo destacado | 26 de abril de 2023

La temperatura y la disponibilidad de nutrientes afectan las redes alimentarias microbianas de formas inesperadas

Departamento de Energía / Departamento de Energía de EE. UU.

Ciencia

Un aumento de la temperatura o de los nutrientes puede dañar los ecosistemas al desestabilizar las redes alimentarias, que son cadenas alimentarias interconectadas que hacen que las sociedades se comporten de la forma en que lo hacen. Cuando la temperatura y los nutrientes aumentan juntos, los ecosistemas a veces se comportan de manera inesperada. En este estudio, los científicos estudiaron una red alimentaria microbiana de laboratorio que consiste en presas bacterianas y depredadores primarios. Encuentran que los cambios en la temperatura y los nutrientes afectan cómo sucede esto bacteriano La abundancia de especies y el tamaño corporal promedio están relacionados entre sí. Este trabajo proporciona una nueva forma de comprender los cambios en las comunidades microbianas ante el rápido calentamiento global y la contaminación por nutrientes.

La influencia

El estudio muestra cómo la estabilidad de las redes alimentarias microbianas puede cambiar cuando múltiples tensiones ambientales cambian al unísono. Esto proporciona un nuevo marco para comprender cómo responden los ecosistemas a los efectos de la actividad humana. Específicamente, comprender cómo ocurren tales respuestas en diferentes niveles en el ecosistema conducirá a mejores predicciones de las respuestas de las comunidades microbianas al cambio climático. Esto, a su vez, ayudará a los científicos a predecir mejor cómo responderán ecosistemas enteros al cambio climático.

resumen

Comprender cómo el cambio global afecta la estructura y la dinámica de las comunidades microbianas es importante para desarrollar modelos ecosistémicos predictivos. Aunque un aumento de la temperatura o de los nutrientes puede desestabilizar las cadenas alimentarias, los aumentos simultáneos pueden producir resultados cualitativamente diferentes de sus efectos aditivos negativos, un fenómeno que no se comprende bien. Aquí, investigadores de la Universidad de Duke manipularon la temperatura y los niveles de nutrientes en redes tróficas microbianas sintéticas formadas por bacterias, bacteriófagos y depredadores voraces. El seguimiento de la densidad de población y el tamaño corporal a lo largo del tiempo ha permitido a los científicos identificar interacciones tróficas y de retroalimentación entre el tamaño y la dinámica del cuerpo de las especies. Los experimentos indicaron que la temperatura y los nutrientes afectaron significativamente, pero de manera diferente, la dinámica de ensamblaje de las especies en todos los niveles tróficos, mientras que su efecto de interacción fue más fuerte en los niveles tróficos más altos. Las interacciones más fuertes entre el tamaño corporal y la dinámica de la población, así como las interacciones entre especies, se observan a niveles más bajos de nutrientes y temperaturas más altas.

Los resultados indican que los cambios rápidos en el tamaño del cuerpo median las respuestas de temperatura a nivel de la población y la comunidad, lo que puede mejorar las interacciones de las especies bajo el cambio ambiental. El estudio proporciona información sobre las respuestas de la red alimentaria microbiana al calentamiento y la tortuga acuática, y demuestra cómo los factores estresantes ambientales pueden influir en la dinámica compleja de las redes alimentarias naturales en un mundo cambiante.

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financiación

Este trabajo fue apoyado por la Oficina de Ciencias Biológicas y Ambientales e Investigación (BER) del Departamento de Energía.

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