Embora possa parecer inanimado, o solo sob nossos panãs estãomuito vivo. Ele épreenchido com inúmeros microorganismos que quebram ativamente a matéria orga¢nica, como folhas e plantas caa­das, e desempenham uma sanãrie de outras funções que mantem o equila­brio natural de carbono e nutrientes armazenados no solo abaixo de nós.

"O solo écomposto principalmente de microorganismos, vivos e mortos", diz Jennifer Bhatnagar, microbiologista do solo e professora assistente de biologia do Boston University College of Arts & Sciences. a‰ ta­pico ver várias centenas de tipos diferentes de fungos e bactanãrias em uma única pitada de solo do solo, diz ela, tornando-o um dos mais diversos ecossistemas que existem.

Como ainda hámuito que se desconhece sobre os organismos do solo , atéagora os cientistas não tentaram prever onde certas espanãcies ou grupos de micróbios do solo vivem ao redor do mundo. Mas ter esse conhecimento sobre esses organismos - pequenos demais para serem vistos a olho nu - éa chave para entender melhor o microbioma do solo, que éformado pelas comunidades de diferentes micróbios que vivem juntos.

Uma equipe de bia³logos da BU, incluindo Bhatnagar, assumiu esse desafio - e sua pesquisa revela, pela primeira vez, que épossí­vel prever com precisão a abunda¢ncia de diferentes espanãcies de micróbios do solo em diferentes partes do mundo. A equipe publicou recentemente suas descobertas em um novo artigo na Nature Ecology & Evolution .

"Se soubermos onde estãoos organismos na Terra e como eles mudam no espaço e no tempo devido a s diferentes forças ambientais, e algo sobre o que as diferentes espanãcies estãofazendo, poderemos prever muito melhor como a função dessas comunidades mudara¡ em termos de ciclo de carbono e nutrientes ", diz Bhatnagar. Esse tipo de conhecimento teria enormes implicações para a agricultura,mudanças climáticas e saúde pública.

"A saúde dos solos estãomuito ligada aos micróbios do solo", diz Michael Dietze, autor saªnior do estudo e professor de Terra e Meio Ambiente da Faculdade de Artes e Ciências da BU. Dietze, Bhatnagar e pesquisadores de seus laboratórios uniram forças para trabalhar neste projeto, que envolveu a análise de centenas de amostras de solo coletadas por locais de pesquisa da National Ecological Observatory Network (NEON). Bhatnagar e seus membros de laboratório trouxeram para a equipe sua experiência em solo, enquanto Dietze e seu laboratório ofereceram sua capacidade única de desenvolver previsaµes ecola³gicas precisas e previsaµes ambientais de curto prazo.

A equipe aprendeu que a previsibilidade do micróbio aumenta a  medida que a área espacial aumenta, portanto, quanto maior o pedaço de terra sobre o qual seu modelo faz previsaµes, mais prova¡vel seráque as previsaµes sobre quais tipos de micróbios vivem la¡ sera£o precisas.

Dietze diz que a capacidade de prever com precisão quais micróbios provavelmente seriam encontrados em uma determinada amostra de solo também aumentou a  medida que os pesquisadores analisaram agrupamentos de organismos mais acima na escala filogenanãtica, um sistema que classifica os organismos com base na relação evolutiva. No menor extremo da escala, uma "espanãcie" representa o melhornívelde classificação; na outra extremidade, um "filo" constitui os maiores e mais diversos agrupamentos de organismos. Eles ficaram surpresos ao descobrir que eram mais capazes de prever a presença de um filo inteiro, em oposição a espanãcies individuais.

Depois de receber os dados gena´micos das amostras de solo do NEON, os modelos de previsão da equipe de pesquisa levam em consideração fatores ambientais específicos do local de onde o solo veio - quais plantas vivem la¡, a acidez do solo (pH), temperatura, clima e muitos outras. Eles descobriram que seu modelo era mais capaz de prever a presença de microrganismos com base em sua relação simbia³tica com espanãcies de plantas locais. Os fungos micorra­zicos, por exemplo, são um micróbio muito comum do solo, associado a cerca de 90% das fama­lias de plantas, incluindo pinheiros e carvalhos na Nova Inglaterra.

Em contraste, a equipe descobriu que era mais difa­cil prever grandes grupos de organismos com base em sua relação com a acidez do solo. Apesar de conhecer os na­veis de acidez do solo e quais tipos de bactanãrias normalmente gostariam de viver naquele ambiente, seu modelo não podia prever com precisão a quantidade de bactanãrias que estavam realmente presentes na amostra de solo, diz Bhatnagar. “Isso significa que hálgo mais além da relação com [a acidez], além da relação com qualquer outro fator ambiental que normalmente medimos em nossos ecossistemas”, diz ela.

Agora, a equipe de Dietze e Bhatnagar estãoexpandindo suas previsaµes além da previsão de micróbios com base apenas em sua localização, para incluir também anãpocas especa­ficas do ano.

"Construir uma estrutura para prever o microbioma do solo em locais nos EUA melhorara¡ nossa compreensão dasmudanças sazonais e interanuais", disse Zoey Werbin, Ph.D. estudante trabalhando no laboratório de Bhatnagar e autor do artigo. "Isso pode nos ajudar a antecipar como asmudanças climáticas podem afetar os processos microbianos, como a decomposição ou o ciclo do nitrogaªnio."

Com seu projeto de dissertação, Werbin espera responder a questões fundamentais sobre como e por que o microbioma do solo varia no tempo e no Espaço.

“Quanto mais aprendemos, mais percebemos como os micróbios do solo são importantes para a agricultura, saúde pública e mudança climática. a‰ realmente empolgante investigar como os organismos microsca³picos podem ter tais efeitos em larga escala”, diz Werbin. "Sabemos que certos fatores, como temperatura e umidade, afetam as comunidades microbianas. Mas não sabemos a importa¢ncia desses fatores em comparação com a variabilidade natural ou as interações entre os micróbios . Meu projeto de doutorado ajudara¡ a identificar as forças motrizes do microbioma do solo, bem como as maiores fontes de incerteza. "