La Antártida es una zona casi deshabitada, continente cubierto de hielo devastado por el frío, Ventoso, y condiciones secas. El investigador de Virginia Tech, Jeb Barrett, formó parte de un equipo de colaboración internacional que analizó los patrones de biodiversidad en los valles secos de McMurdo en la Antártida.

"Asombrosamente, encontramos que biótico, o viviendo, Las interacciones son cruciales para dar forma a los patrones de biodiversidad incluso en los ecosistemas extremos de los Valles Secos de la Antártida. Los suelos antárticos son ecosistemas modelo, limitado por el clima extremo y la falta de plantas vasculares, y albergan redes tróficas simples con pocas especies, "dijo Barrett, profesor del Departamento de Ciencias Biológicas de la Facultad de Ciencias.

Estos hallazgos se publicaron recientemente en dos artículos separados en Biología de las comunicaciones . Un artículo sobre interacciones bióticas analiza toda la comunidad de organismos del suelo; su documento complementario se centra en la comunidad de nematodos del suelo utilizando un enfoque de modelado.

Características de las comunidades antárticas, como las redes tróficas simples y la baja riqueza de especies, permitir una mayor comprensión de toda la comunidad, desde bacterias hasta invertebrados multicelulares.

Esta investigación es producto de una colaboración internacional de científicos de media docena de países:Estados Unidos, Nueva Zelanda, Canadá, Australia, Gran Bretaña, y Sudáfrica. Organizado por la Universidad de Waikato y el Programa Antártico de Nueva Zelanda, es el primero de su tipo en estudiar una comunidad de suelos en su totalidad a escala regional.

Barrett ha realizado investigaciones en la Antártida durante 20 años; desplegó para esta colaboración de investigación en 2009 y 2010. La investigación en el laboratorio de Barrett aborda las influencias de los suelos, variabilidad climática, hidrología, y biodiversidad en el ciclo biogeoquímico desde la escala de microorganismos hasta paisajes regionales.

"Mi investigación en la Antártida se ha centrado en analizar los impulsores físicos y geoquímicos que predicen los patrones de biodiversidad. Inicialmente me centré en las comunidades de nematodos, y mi trabajo ahora se ha expandido a las comunidades bacterianas, así como, "dijo Barrett, un miembro de la facultad afiliado del Centro de Cambio Global, alojado en el Fralin Life Science Institute.

los Biología de las comunicaciones El artículo sobre interacciones bióticas considera a toda la comunidad de organismos del suelo:cianobacterias, bacterias heterotróficas, nematodos, y otros invertebrados microscópicos. Los científicos estudiaron los factores que determinan la distribución y abundancia de estos organismos, así como la temperatura, topografía, distancia a la costa, y propiedades del suelo, como los niveles de agua y pH, en su análisis.

"Lo que hace que este documento sea verdaderamente único es que consideramos toda la comunidad de organismos del suelo y todas las posibles interacciones bióticas y abióticas que potencialmente dan forma a la composición y diversidad de las especies, ", dijo Barrett." Usamos la técnica estadística de modelado de ecuaciones estructurales para descubrir cuáles son los impulsores de estas comunidades ".

La biogeoquímica y el clima tienen fuertes efectos sobre la biodiversidad, pero estos nuevos datos demostraron que hay otros dos factores importantes. Descubrieron que la biogeografía y las interacciones entre especies son impulsores de la biodiversidad más fuertes de lo que se esperaba originalmente. Los procesos biogeográficos ocurren cuando un organismo se mueve a través del espacio, interactuando con su comunidad mientras se mueve. Interacciones de especies, como la competencia y las relaciones depredador-presa, también influyen en la biodiversidad.

En el documento complementario, los investigadores utilizaron un enfoque de modelado para estudiar la coexistencia y distribución de tres especies de nematodos dominantes que se encuentran en el suelo. Nematodos también conocido como lombrices intestinales, son un grupo de organismos simples que se han adaptado con éxito a casi todos los ecosistemas de la Tierra. Los investigadores demostraron que la competencia es un impulsor de los patrones de diversidad en la comunidad de nematodos más importante de lo que se pensaba.

"Modelamos tres especies de nematodos:Plectus, Scottnema, y Eurdoylaimus, que están potencialmente interactuando. Nuestros resultados muestran que no son solo los impulsores ambientales los que influyen en la distribución de las especies en el paisaje polar, sino que la competencia y las interacciones también juegan un papel importante en los patrones de diversidad. "dijo Barrett.

El desafío futuro para los investigadores es comprender cómo los efectos del cambio climático en estas interacciones alterarán la coexistencia de especies en la Antártida. Esperan que con el aumento de las temperaturas, el deshielo creará entornos que seleccionarán especies de nematodos más adaptadas a entornos más cálidos y húmedos. Los primeros indicios de esto ya se han observado en los estudios de seguimiento a largo plazo del equipo de las comunidades del suelo, como se informó en la revista Ecology el año pasado.

La investigación en curso de Barrett está financiada por el Programa de Investigación Ecológica a Largo Plazo (LTER) de la Fundación Nacional de Ciencias. Su objetivo de investigación con el LTER es utilizar una combinación de experimentos de manipulación y observaciones a largo plazo para comprender cómo la variabilidad climática influye en los organismos y ecosistemas antárticos.