Une étude révèle des différences de diversité microbienne dans les cônes et les cratères volcaniques

L’activité volcanique modifie la surface de la Terre et favorise le développement de nouveaux écosystèmes, fournissant des modèles précieux pour l’étude des processus de formation des sols tels que la composition microbienne et la succession végétale. De plus en plus de preuves suggèrent que les microbes du sol jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus écologiques et biogéochimiques, englobant la minéralisation du carbone, la formation d’humus et le cycle des nutriments.

Étant donné les interactions complexes et dynamiques entre les propriétés du sol, la vie végétale et les communautés microbiennes du sol, une compréhension globale des communautés microbiennes du sol est essentielle pour améliorer notre compréhension des processus écosystémiques. L’étude montre que les communautés microbiennes de la rhizosphère de Boehmeria nivea L. volcanique à Nvshan, province d’Anhui présentent des différences spatiales significatives en termes de diversité, de structure et de fonction.

Le sol volcanique joue un rôle clé dans la formation de la diversité des communautés microbiennes et influence par la suite la diversité des micro-organismes résidant dans la rhizosphère de la ramie. trouver paru le 26 juillet 2024 dans Lettres sur l’écologie des sols.

L’équipe de Li Xiaoyu de l’Université agricole d’Anhui a mené une série d’études sur différents sites de communautés microbiennes de la rhizosphère dans les B. nivea volcaniques et a obtenu de nombreuses conclusions intéressantes. Par exemple, leurs résultats suggèrent que les communautés fongiques présentent une plus grande vulnérabilité aux changements de géographie et d’environnement. En outre, il existe des différences dans la diversité structurelle et fonctionnelle des communautés microbiennes de la rhizosphère dans les fosses volcaniques et les cônes volcaniques, ce qui suggère que les communautés microbiennes de la rhizosphère sont principalement affectées par les sites volcaniques.

Le professeur Chen a déclaré : « Nous avons choisi d’étudier la région de Nvshan dans la province de l’Anhui, un volcan endormi reconnu mondialement comme l’un des cratères anciens les mieux préservés, situé dans la zone climatique de mousson subtropicale, avec des précipitations annuelles moyennes de 939,9 mm et une température annuelle moyenne de 15 °C. La zone volcanique de Nvshan présente des caractéristiques géomorphiques évidentes, notamment des cratères, des plates-formes de lave, des coulées de lave et des cônes volcaniques.

« Le volcan a connu de nombreuses éruptions au cours de son évolution géologique, ce qui lui a donné un relief unique. Le volcan Nvshan constitue donc une plateforme adaptée et de grande qualité pour l’étude de l’activité volcanique et des perturbations environnementales, et B. nivea, en tant que plante d’une valeur économique et écologique importante, joue un rôle clé dans la communauté microbienne de sa rhizosphère. »

Dans cette étude, ils ont découvert qu’il était plus facile de soutenir des bactéries que des champignons à divers endroits du sol de la rhizosphère de B. nivea, un phénomène qui pourrait être attribué à une intensité de perturbation accrue, qui pourrait conduire à la disparition d’espèces fongiques rares et donc à un déclin de la biodiversité. Le graphique Zi-Pi illustre le rôle essentiel des espèces clés.

Une étape vient appuyer cette observation, montrant que la proportion d’espèces généralistes bactériennes est supérieure à celle des champignons, aussi bien dans le cratère (15,5 % contre 11,7 %) que dans le cône (19,2 % contre 13,9 %). Les actinomycètes et les acidobactéries dominent la communauté bactérienne, tandis que les ascomycètes et les basidiomycètes dominent la communauté fongique.

Les actinomycètes jouent un rôle crucial dans la dégradation de l’humus car ils possèdent de multiples capacités de dégradation par des enzymes et sont capables de prospérer dans des conditions nutritionnelles restreintes. En revanche, les champignons présentent une plus grande capacité à décomposer les polymères organiques complexes, tels que les polyphénols, l’hémicellulose et la cellulose réfractaire, que les bactéries.

Le professeur Chen a ajouté : « Nous avons également utilisé la théorie des matrices aléatoires RMT pour établir des réseaux de cooccurrence bactérienne et fongique afin d’étudier les modèles de cooccurrence des communautés microbiennes dans les fosses et les cônes volcaniques. »

Comparés aux réseaux bactériens, les réseaux fongiques ont une structure de communauté microbienne plus complexe avec une plus grande modularité, avec des nœuds étroitement connectés. Comparé au cratère, le cône a une valeur avgCC plus faible et une valeur avgK plus élevée dans leurs réseaux bactériens respectifs. Cependant, dans leurs réseaux fongiques respectifs, le cône avait des valeurs avgK et avgCC plus faibles, ce qui suggère qu’il réduisait la complexité de la symbiose microbienne.

De plus, sur la base des résultats obtenus par SEM, nous avons constaté que l’influence de la diversité α microbienne sur la polyvalence microbienne était plus évidente que celle de la diversité β microbienne. La diversité α des micro-organismes dans les cratères a un impact direct et positif sur leurs capacités multifonctionnelles respectives.

« En étudiant l’impact des volcans sur la communauté microbienne de la rhizosphère de la ramie, le mécanisme de l’activité volcanique sur l’écosystème du sol peut être profondément compris, et une base scientifique peut être fournie pour la protection de l’environnement écologique autour des volcans et l’utilisation rationnelle des ressources foncières. En outre, la recherche sur la communauté microbienne de la rhizosphère de la ramie est utile pour explorer le mécanisme d’action microbienne dans la croissance des plantes et l’écosystème du sol, et fournit un soutien théorique et des conseils techniques pour la production agricole et la gestion de la santé des sols », a déclaré le chercheur.