Elevated Temperature Simulating Heatwaves Restructures Active Nitrifying Communities and Associated Viruses in Tidal...

Área de la Ciencia:

• Microbiología ambiental
• Ciencia del cambio climático
• Ciclos biogeoquímicos

Sus antecedentes:

• El cambio climático está intensificando las olas de calor globales.
• El impacto de las olas de calor en el ciclo del nitrógeno, particularmente en las comunidades nitrificadoras activas y sus virus asociados, sigue siendo poco comprendido.
• La comprensión de estas interacciones es crucial para predecir las respuestas del ecosistema a los eventos climáticos extremos.

Objetivo del estudio:

• Investigar los efectos de las condiciones de onda de calor en las comunidades nitrificantes activas y sus virus asociados en zonas intermareales estuarinas y suelos agrícolas.
• Elucidar las interacciones dependientes de la temperatura entre nitrificadores y virus.
• Evaluar las implicaciones para el ciclo del nitrógeno y las retroalimentaciones del ecosistema.

Principales métodos:

• Se utilizó el sondeo de isótopos estables basado en ADN 13CO2 combinado con metagenómica.
• Se analizó la estructura de la comunidad microbiana y la dinámica viral en condiciones de temperaturas elevadas.
• Se investigaron los cambios en la abundancia de ecotipos y las estrategias de interacción virus-huésped.

Principales resultados:

• Las condiciones de onda de calor reestructuraron fundamentalmente las comunidades nitrificantes activas tanto en las zonas intermareales como en los suelos agrícolas.
• En las zonas intermareales, las altas temperaturas redujeron la abundancia de arqueas y bacterias oxidantes de amoníaco (AOA, AOB) y bacterias oxidantes de nitrito (NOB), favoreciendo a los ecotipos terrestres termotolerantes.
• En los suelos agrícolas, las AOB fueron suprimidas, mientras que la actividad de nitrificación de las AOA termotolerantes se potenció.
• Las interacciones virus-nitrificador cambiaron hacia infecciones templadas a temperaturas más altas.
• Se descubrieron virus que infectan AOA que codifican plastocianina (pcy), lo que podría aumentar el metabolismo energético del huésped.

Conclusiones:

• Las olas de calor prolongadas impulsan cambios acoplados en la composición de la comunidad nitrificadora y las estrategias de interacción virus-huésped de manera dependiente del uso del suelo.
• Estos cambios tienen implicaciones significativas para las transformaciones del nitrógeno y las retroalimentaciones del ecosistema en condiciones climáticas extremas.
• Los hallazgos resaltan las complejas respuestas de los ecosistemas microbianos a las olas de calor inducidas por el cambio climático.