Descomposició a les torberes: Qui hi participa i què els afecta?
Open PDF in new window.
Carlos Barreto 1, Zoë Lindo1*
1Soil Biodiversity and Ecosystem Function Laboratory, Biotron Experimental Climate Change Research Centre, Department of Biology, Western University, London, ON, Canada
Tots els sòls emmagatzemen carboni. A mesura que les plantes creixen, les plantes absorbeixen carboni de l’atmosfera i aquest carboni entra al sòl quan les plantes moren. Aquest material vegetal mort es descompon lentament mentre organismes com bacteris, fongs i petits animals anomenats àcars i col·lèmbols l’utilitzen com a font d’aliment. A les torberes, la descomposició és molt lenta, el què fa que gran part del carboni de les plantes mortes es quedi al sòl, fet que pot ajudar a frenar l’escalfament global. La descomposició a les torberes depèn de la humitat del sòl i dels diferents tipus de plantes i organismes presents. Vam descobrir que en una torbera del nord del Canadà, el material vegetal mort de diferents tipus de plantes es descomponia a ritmes diferents, i més àcars i col·lèmbols es trobaven ajudant en la descomposició en zones més humides. Com que les torberes són importants per a l’emmagatzematge de carboni, entendre qui participa en el procés de la descomposició és important per entendre com frenar l’escalfament global.
INTRODUCCIÓ
La descomposició és el procés natural de disgregar (descompondre) plantes i animals morts. Durant la descomposició, la composició química de les plantes i animals morts canvia i el carboni és alliberat a l’atmosfera. La descomposició resulta de l’activitat de diferents tipus d’organismes com els fongs (Figura 1D), els bacteris (Figura 1E), els cucs (Figura 1F), els àcars oribàtids (Figura 1B) i els col·lèmbols (Figura 1C). Per exemple, els bacteris i els fongs descomponen directament el material vegetal mort i es consideren descomponedors primaris. Els fongs i bacteris (descomponedors primaris) són menjats pels àcars oribàtids i els col·lèmbols (descomponedors secundaris). A la vegada, els àcars depredadors (Figura 1A) consumeixen descomponedors secundaris. Per tant, els àcars oribàtids i els col·lèmbols afecten indirectament a la velocitat de la descomposició.
Les torberes són ecosistemes importants que acumulen vegetació parcialment descomposta (Figura 1G), i per tant emmagatzemen el carboni contingut en el material vegetal en descomposició [1] (Figura 2A). El principal tipus de planta d’aquests ecosistemes són les molses (Figura 2E). Les molses són plantes petites i de creixement lent que necessiten molta aigua per sobreviure, ja que no tenen arrels veritables. També es descomponen molt lentament a les torberes després de la seva mort. Les torberes són molt humides, i la descomposició és més lenta en comparació amb altres ecosistemes com els boscos o les praderies, que són ecosistemes més secs. Per aquest motiu, a les torberes s’hi acumula més material vegetal mort, el que significa que s’allibera menys carboni a l’atmosfera des de les torberes que des d’altres tipus d’ecosistemes. Dit d’una altra manera, més carboni entra i es manté dins dels sòls de les torberes que el que es torna a alliberar a l’atmosfera com a diòxid de carboni. El diòxid de carboni és un gas d’efecte hivernacle que atrapa la calor a l’atmosfera terrestre, i per tant, les torberes poden ajudar a frenar o revertir l’escalfament global. Les torberes poden ajudar a revertir el canvi climàtic emmagatzemant més carboni al seu sòl. Diversos factors influeixen en la descomposició a les torberes; per exemple, la humitat del sòl, els diferents tipus de material vegetal mort present i la comunitat del sòl: els tipus d’organismes que es troben al sòl. Per saber què afecta la descomposició a les torberes, vam anar al bosc boreal del nord d’Ontàrio, Canadà, per estudiar els àcars i col·lèmbols que viuen en una bonica torbera. Vam estudiar les comunitats d’àcars i col·lèmbols que viuen en diferents zones d’aquesta torbera per dos motius: primer, perquè encara no se sabia quines espècies d’àcars i col·lèmbols es troben en les comunitats de les torberes, i segon, perquè també volíem saber quant ajuden els àcars i els col·lèmbols en la descomposició de les fulles.
QUÈ VAM FER?
Un grup d’investigadors de Western University (London, Ontàrio, Canadà) hem estat treballant en una torbera al nord d’Ontàrio (Canadà) en col·laboració amb científics del Govern Provincial l’Ontàrio a l’Institut de Recerca Forestal d’Ontàrio. Estem intentant respondre a diferents preguntes sobre les torberes estudiant les plantes, àcars, insectes, mercuri, carboni i aigua en aquest lloc. Aquesta torbera està coberta majoritàriament per molses Sphagnum que creen àrees elevades anomenades muntanyetes o turonets (Figura 2B) i depressions o forats (Figura 2C).
Les muntanyetes són una acumulació de molses i altres plantes, i són seques a la superfície. D’altra banda, les depressions són forats a terra i solen estar molt humits a la superfície. Per a aquest estudi, volíem saber si les comunitats d’àcars i col·lèmbols (descomponedors secundaris) eren diferents entre les muntanyetes i les depressions al nostre lloc de torbera, així com mesurar les taxes de descomposició (quant triguen les plantes mortes a descompondre’s).
QUÈ VAM FER A LA TORBERA?
Una manera d’estudiar la descomposició és utilitzar petites bosses de fullaraca [2]. Aquestes bosses estan fetes d’un material de malla i es poden omplir amb plantes mortes; els forats de la malla permeten que petits organismes hi entrin i surtin. Vam omplir les bosses de fullaraca (Figura 2D) amb fulles de tres tipus diferents de plantes: molsa (Figura 2E), arbust (Figura 2F) (aquests són petits arbustos) o fulles de joncs (Figura 2G) (aquests són plantes semblants a l’herba), i les vam pesar per saber la quantitat inicial de fulles seques a cada bossa de fullaraca.
Al juny de 2015, vam col·locar una bosses de fullaraca de cada tipus de planta (tres bosses) en cinc muntanyetes diferents (àrees elevades i seques) i en cinc depressions diferents (depressions humides). Vam fixar les bosses de fullaraca al terra i les vam deixar allà durant un any sencer perquè els organismes tinguessin temps suficient per colonitzar-les i ajudar a descompondre les fulles. Després d’un any, vam tornar a la torbera, vam recollir les bosses de fullaraca i les vam portar al nostre laboratori a Western University, al sud d’Ontàrio (Canadà).
QUÈ VAM FER AL LABORATORI?
Al laboratori, vam posar cada bossa de fullaraca en un equip especial anomenat embut de Tullgren (Figura 2H) que conté una bombeta a dins, i quan aquesta bombeta s’encén, escalfa la fullaraca forçant els organismes a sortir-n’hi, caient en un petit recipient on els podíem observar. Després, vam obrir les bosses de fullaraca i vam assecar les fulles en un forn, i després les vam pesar amb una balança. Vam observar els organismes que vam recollir amb un microscopi i els vam separar en diferents espècies segons el que semblaven. També vam comptar quants individus de cada espècie vam trobar a cada bossa de fullaraca. Aquesta part de l’estudi va durar uns cinc dies de treball intens entre dos investigadors. Finalment, vam comparar el pes de les fulles de planta que vam deixar a la nostra torbera després d’un any amb el pes original de les fulles abans de ser posades a la torbera. La diferencia de pes ens va dir quina quantitat de fulles s’havien descompost en un any o en altre paraules, quina quantitat de fulles havia sigut menjada pels animals.
QUÈ VAM TROBAR?
Les fulles de les diferents plantes es van descompondre a diferents ritmes. Les fulles de joncs, que s’assemblen a les gramínies (reducció del 42,5%) es van descompondre més que les fulles d’arbustos (reducció del 30,5%), que al seu torn es van descompondre més que la molsa (reducció del 20,3%) a les bosses de fullaraca (Figura 3A). Tanmateix, no hi va haver cap diferencia entre les bosses de fullaraca que estaven a la superfície de les muntanyetes o a les depressions, ja que vam trobar una quantitat similar de descomposició en tots dos casos. Això va ser perquè, tot i que les depressions són més humides que les muntanyetes, cap d’elles estava completament saturada d’aigua.
Una sola bossa de fullaraca tenia entre zero i 203 àcars i entre zero i 123 col·lèmbols. Vam trobar més individus d’àcars i col·lèmbols a les nostres bosses de fullaraca col·locades a les depressions (zones humides) que a les muntanyetes (zones elevades seques) (Figura 3B). Però els petits animals no tenien un tipus de fulla preferit, cosa que vol dir que es van trobar en nombres similars a les bosses de fullaraca que contenien jonc, arbustos o molses. Certs àcars anomenats àcars oribàtids (Figura 1B) eren el grup dominant a les bosses de fullaraca (53,6% del nombre total d’individus), seguits per col·lèmbols, que representaven el 40%. També es van recollir altres grups d’àcars que no eren tant nombrosos, algunes aranyes i algunes larves d’insectes, però en conjunt només representaven el 6,4% dels animals. A més de tenir més individus, les depressions (zones humides) també van tenir més nombre total d’espècies recollides. En total, vam trobar 20 espècies de 506 individus d’àcars oribàtids i set espècies de 378 individus de col·lèmbols (Figura 1C). Les comunitats d’àcars oribàtids eren més similars entre elles a les depressions i presentaven més espècies. Les espècies d’àcars oribàtids trobades a les muntanyes semblaven ser aleatòries.
PER QUÈ ÉS IMPORTANT AIXÒ?
S’han fet pocs estudis sobre àcars i col·lèmbols en torberes, així que la primera raó per la qual vam realitzar aquest estudi va ser per obtenir informació sobre quines espècies d’àcars oribàtids viuen a la nostra torbera. A més, entendre com les petites comunitats d’animals difereixen ens proporciona una idea de com de ràpid o lent és el procés de descomposició natural de les fulles a les torberes.
Tot i que en la majoria dels casos els àcars oribàtids i els col·lèmbols són considerats descomponedors secundaris [3] perquè s’alimenten de fongs i bacteris, entendre qui són, on viuen i quant contribueixen als processos de descomposició és important per predir la quantitat de carboni que s’allibera a l’atmosfera des dels sòls. Els sòls de les torberes són un cas especial perquè tot i que ocupen només una petita porció del món, degut a la seva descomposició lenta poden emmagatzemar quantitats molt altes de carboni [1].
S’espera que l’augment de les temperatures globals a causa del canvi climàtic modifiqui els tipus de plantes que observem a les torberes. Concretament, les temperatures més càlides permetran que els joncs ocupin el lloc on les molses es trobaven prèviament [4]. En el nostre estudi, vam trobar que les herbes es descomponen més ràpidament que les molses, el que significa que un canvi en el tipus de plantes a les torberes, de molsa a herba, podria augmentar la quantitat de carboni alliberat mitjançant la descomposició.
Tot i que no vam recollir bacteris ni fongs en aquest estudi, altres estudis del nostre grup de recerca en les mateixes torberes han trobat que les comunitats de fongs [5] i bacteris [6] també varien entre muntanyetes i depressions. Els àcars i col·lèmbols són poc estudiats, així que vam optar per centrar-nos en ells. Els resultats dels fongs i bacteris també suggereixen que el canvi climàtic pot modificar la capacitat d’emmagatzematge de carboni de les torberes. En altres paraules, l’augment de la temperatura pot accelerar la descomposició general de les fulles, alliberant més diòxid de carboni a l’atmosfera i fent que el canvi climàtic sigui encara més pronunciat. Per això cal que ens impliquem en la conservació de les torberes, ja que aquests són ecosistemes importants per a la nostra vida en un futur on probablement hi haurà més diòxid de carboni a l’atmosfera. El moment per començar accions de conservació és ara!
GLOSSARI
Organisme
Un individu de planta, animal, bacteri o fong.
Descomposició
Disgregació de plantes i animals morts mesurada com a pèrdua.
Torberes
Les torberes són un tipus de zona humida. El terme torbera fa referència al sòl de torba i a l’hàbitat humit que creix a la seva superfície.
Canvi climàtic
El canvi climàtic és l’escalfament de tot el món, principalment causat per l’augment dels nivells de diòxid de carboni a l’atmosfera. La principal font de diòxid de carboni són les activitats humanes.
Espècie
Organismes que comparteixen les mateixes característiques físiques i genètiques; per exemple, tots els humans formen una espècie, igual que tots els gossos, i tots els gats també es consideren una espècie.
Comunitat
Un grup d’espècies diferents que viuen a la mateixa àrea i que interactuen entre elles.
AUTHOR CONTRIBUTIONS
CB and ZL wrote the manuscript and CB created the figures
ACKNOWLEDGEMENTS
We were grateful for funding from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) Discovery Grant program (ZL #418241-2012) and the Ontario Ministry of Research, Innovation and Science, Early Researcher Award (ZL). We thank Dr. J. McLaughlin (Ontario Ministry of Natural Resources and Forestry) for access to the White River, ON field site and Dr. Brian Branfireun for their continued support with our research program. We thank Dr. Greg Thorn and Dr. Branfireun for some of the pictures. Special thanks to Caitlyn Lyons, who helped us with making the language appropriate for children, and to our great young reviewers and their Science mentors. We also thank Dr. Malte Jochum for the invite to be part of this great initiative.
ORIGINAL SOURCE ARTICLE
Barreto, C., and Lindo, Z. 2018. Drivers of decomposition and the detrital invertebrate community differ across a hummock-hollow microtopology in Boreal peatlands. *Ecoscience *25:39–48. doi: 10.1080/11956860.2017.1412282
REFERÈNCIES
[1] Gorham, E. 1991. Northern peatlands: role in the carbon cycle and probable responses to climatic warming. Ecol. Appl. 1:182–95.
[2] Moore, T. R., Trofymow, J. A., Prescott, C. E., and Titus, B. D. 2017. Can short-term litter-bag measurements predict long-term decomposition in northern forests? Plant Soil 416:419–26. doi: 10.1007/s11104-017-3228-7
[3] Lehmitz, R., and Maraun, M. 2016. Small-scale spatial heterogeneity of stable isotopes signatures (d15N, d13C) in Sphagnum sp. transfers to all trophic levels in oribatid mites. Soil Biol. Biochem. 100:242–51. doi: 10.1016/j.soilbio.2016.06.005
[4] Dieleman, C. M., Branfireun, B. A., Mclaughlin, J. W., and Lindo, Z. 2015. Climate change drives a shift in peatland ecosystem plant community: implications for ecosystem function and stability. Glob. Change Biol. 21:388–95. doi: 10.1111/gcb.12643
[5] Asemaninejad, A., Thorn, R. G., and Lindo, Z. 2017. Vertical distribution of fungi in hollows and hummocks of boreal peatlands. Fungal Ecol. 27:59–68. doi: 10.1016/j.funeco.2017.02.002
[6] Asemaninejad, A., Thorn, R. G., Branfireun, B. A., and Lindo, Z. 2019. Vertical stratification of peatland microbial communities follows a gradient of functional types across hummock-hollow microtopographies. *Ecoscience *26:249–58. doi: 10.1080/11956860.2019.1595932
EDITED BY: Malte Jochum, German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv), Allemagne
**CITATION: ** Barreto C and Lindo Z (2020) Decomposition in Peatlands: Who Are the Players and What Affects Them? Front. Young Minds 8:107. doi: 10.3389/frym.2020.00107
CONFLICT OF INTEREST: The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.
COPYRIGHT © 2020 Barreto and Lindo. Cet article est en accès libre selon les termes de la licence Creative Commons Attribution (CC- BY). Son utilisation, sa distribution ou sa reproduction par tous moyens et sous tous formats est autorisée, à condition que le(s) auteur(s) original (aux) et le(s) titulaire(s) du droit d’auteur soient crédités, et que la publication originale dans ce journal soit citée, conformément aux pratiques académiques acceptées. Toute utilisation, distribution ou reproduction non conforme à ces conditions est interdite.
JOVES REVISORS
ADAM, EDAT: 14
Hola, em dic Adam. Visc amb els meus pares, el meu germà gran, el meu gos, un peix i dos ocells. Soc un gran aficionat a la ciència i a la història. M’agrada dibuixar, escriure i llegir. El meu esport preferit és el futbol. M’agrada nedar al mar i jugar a videojocs.
ALEXANDER, EDAT: 12
Soc un noi de 12 anys i faig setè de primària. La meva assignatura preferida són les matemàtiques. M’agrada tocar la guitarra i estic aprenent a tocar la bateria.
AUTORS
CARLOS BARRETO
Des de ben petit, vaig adonar-me que m’agradaven molt els animals, potser massa. La ciència sempre va ser la meva disciplina preferida a l’escola, fins a l’institut. Va ser aleshores quan vaig decidir que volia fer alguna cosa relacionada amb la ciència i els animals. Vaig intentar ser veterinari, però no va funcionar. No me’n penedeixo. Uns anys més tard em vaig convertir en ecòleg, i des de llavors he treballat amb animalons (sobretot insectes i àcars) en boscos tropicals, coves de ferro i coves calcaries, boscos boreals, camps urbans i torberes a tres continents: Amèrica del Sud, Amèrica del Nord i Europa. *cbarreto@uwo.ca †orcid.org/0000-0003-2859-021X
ZOË LINDO
La Dra. Zoë Lindo és una experta en biodiversitat del sòl i en el funcionament dels ecosistemes. Ha treballat àmpliament en boscos canadencs, incloent-hi el bosc boreal mixt d’Alberta, la taigà subàrtica del Quebec, el bosc plujós temperat costaner de la Colúmbia Britànica i els boscos d’avet negre/torberes d’Ontario. “El meu objectiu principal en la recerca és mitigar la pèrdua de biodiversitat associada al canvi ambiental provocat per l’activitat humana i mantenir el funcionament dels ecosistemes forestals i edàfics del Canadà. Em defineixo com una científica de la biodiversitat per tal d’abraçar l’amplitud de la meva recerca en els àmbits de l’ecologia de comunitats, l’ecologia del sòl i la taxonomia.” †orcid.org/0000-0001-9942-7204
TRADUCTORA
**SANDRA VARGA **
La Sandra és Professora Associada a la Universitat de Lincoln, el Regne Unit. A part d’impartir classes en biologia, fa recerca investigant les relacions entre les plantes i el sòl per entendre com el canvi climàtic està afectant aquestes interaccions, i investiga com els microbis del sòl poden contribuir a la producció de plantes d’una manera més sostenible.
FUNDING (TRANSLATION)
The team Translating Soil Biodiversity acknowledges support of the German Centre for integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig funded by the German Research Foundation (DFG FZT 118, 202548816).
CITATION (TRANSLATION)
This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC-BY 4.0). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.
Recommended citation format: Barreto C and Lindo Z (2025) Decomposition in Peatlands: Who Are the Players and What Affects Them? (Catalan translation: Varga S). Translating Soil Biodiversity & Front. Young Minds. Originally published in 2020, doi: 10.3389/frym.2020.00107
Figures
Figure 1: Exemple d’una xarxa tròfica del sòl simplificada: Exemple d’un depredador (A) Àcar depredador; Descomponedors secundaris. (B) Exemple d’àcars oribàtids. (C) Exemple de col·lèmbol; Descomponedors primaris. (D) Fongs. (E) Fongs amb bacteris a la part inferior de la imatge (el·lipse). (F) Cuc de terra. (G) Vegetació a la torbera (només les plantes mortes es descomponen). Les fletxes representen els vincles alimentaris i assenyalen la direcció del flux d’energia.
Figura 2: (A) Torbera. (B) Muntanyeta amb un arbre darrere. (C) Depressió amb bosses de fullaraca sent col·locades al sòl.(D) Bosses de fullaraca (10 × 7 cm i els forats tenien 1 mm). (E) Molsa (espècie Sphagnum sp.). (F) Arbust (espècie Chamaedaphne calyculata). (G) Herba (espècie Carex sp.). (H) Embut de Tullgren (extractor de fauna).
Figura 3: (A) Diferents nivells de descomposició en diferents tipus de fulles; els joncs es van descompondre més durant l’experiment de 1 any. (B) Les depressions tenien més espècies i individus d’àcars oribàtids i col·lèmbols. Les imatges no estan a escala.