Efecto del cambio de uso del suelo sobre el microbioma de dos ambientes del Parque Nacional La Malinche

Abstract

El cambio de uso de suelo se ha identificado como una de las amenazas más graves a la biodiversidad y el bosque templado ha sido de los ecosistemas más afectados. La agricultura es un uso de suelo muy intensivo. Sin embargo, se conoce muy poco sobre cómo la conversión de bosque templado de alta montaña a suelos de cultivo afecta a la microbiota del suelo. En este trabajo se utilizaron técnicas metagenómicas de tipo shotgun para analizar la diversidad taxonómica y funcional, la estructura taxonómica y las redes de interacción de las comunidades microbianas de suelos de bosque con dos tipos de vegetación, es decir, de encino y pino-encino, y de cultivo del Parque Nacional La Malinche. En general, los suelos mantuvieron su riqueza de especies microbianas después del cambio de uso de suelo y no afectó a la diversidad de Archaea, sin embargo, la diversidad bacteriana a los diferentes órdenes de q, disminuyó entre un 45 y 55% cuando el bosque de encino fue convertido a cultivo y entre un 65 y 75% cuando el bosque de pino encino fue convertido a cultivo. La pérdida de la diversidad bacteriana se correlacionó positivamente (R2=0.41) con el 10-25% de pérdida de diversidad funcional a diferentes órdenes de q. Se esperaba una tendencia similar a la disminución de diversidad bacteriana en las comunidades de virus de DNA, por ser sus huéspedes potenciales, sin embargo, se encontró mayor diversidad viral en los suelos de cultivo que de bosques. Con respecto al efecto del cambio de uso de suelo de bosque a cultivo en la estructura taxonómica de la microbiota del suelo, el análisis diferencial de abundancia mostró que los phyla Thaumarchaeota y Gemmatimonadetes aumentaron en los suelos de cultivo independientemente del tipo de vegetación original, mientras que, Bacteroidetes, Fusobacteria y Acidobacteria disminuyeron cuando el bosque de encino se convirtió a cultivo, y Chlamydiae cuando el bosque de pino-encino. Todas las especies de Bacteroidetes diferencialmente abundantes entre suelos de bosque y cultivo disminuyeron en los suelos de cultivo, mientras que, las especies pertenecientes al phylum Actinobacteria aumentaron. En general, especies del género Bradhyrhizobium fueron más abundantes en suelos de bosque y especies de Stenotrophomonas y Raoultella dominaron en los suelos de cultivo. El cambio de uso del suelodisminuyó el contenido de nitrógeno total y el contenido de carbono orgánico, dos características que definen a la comunidad microbiana. En el cambio de uso de suelo del bosque de pino-encino también disminuyeron significativamente el pH y los contenidos de limo y arcilla, en tanto aumentó el contenido de arena. Por último, se determinó cómo el cambio de uso de suelo afecta a las interacciones ecológicas potenciales entre los microorganismos del suelo mediante un análisis de redes basado en proporcionalidades. En los suelos de cultivo se encontraron 4.5 veces más conexiones y más cercanas que en los de bosque. La intersección de las redes mostró un fuerte rearreglo de las interacciones cuando cambia el uso del suelo. Esto podría demostrar que las relaciones en suelos de bosque son más específicas que en el suelo de cultivo y que éstas mantienen equilibrios dentro del ecosistema.