Functional diversity of the critical zone microbiota in Torregarcía-Amoladeras coastal plain (Almería, Spain)

Resumen: El suelo es uno de los principales componentes del sistema Tierra, pero se ha identificado una zona más amplia, la zona crítica terrestre (ZC), que oscila desde el dosel vegetal hasta la zona saturada. Esta zona proporciona muchos servicios ecosistémicos, y parte son generados por la actividad de los microorganismos que habitan en ella. Sin embargo, dicha actividad se encuentra limitada por la disponibilidad de agua y nutrientes, principalmente el carbono orgánico, que disminuyen en profundidad, siendo este fenómeno más intenso en los drylands, donde, igualmente, la presencia de vegetación es más escasa y afecta, por tanto, a la actividad y diversidad funcional microbiana. El objetivo de este trabajo ha sido profundizar en el conocimiento de la diversidad metabólica microbiana de las zonas no saturada y saturada de la ZC en el Parque Natural Cabo de Gata-Níjar (Almería, España). Para ello, se analizaron muestras de profundidades entre 1 y 40 m de ocho puntos de muestreo en lo relativo a su contenido en materia orgánica y actividad metabólica microbiana empleando Biolog Ecoplates. Los resultados demostraron un patrón claro en “V” (disminución en la zona no saturada e incremento en las partes más profundas de la saturada) en la mayoría de variables con la profundidad, lo que estuvo relacionado con la presencia de arcillas; así como importantes diferencias entre las zonas no saturada y saturada. Esos materiales menos porosos retienen mejor la materia orgánica, originando por tanto esa distribución de los parámetros a lo largo de la ZC, pero también influye en algunos casos la presencia de agua en las zonas más profundas, que cohesiona nichos. Sin embargo, estos resultados podrían cambiar debido a los efectos del cambio climático, ya que las comunidades microbianas son muy sensibles a los cambios térmicos. Abstract: Soil is one of the main components of the Earth system, but a wider zone has been discovered, the Earth’s critical zone (CZ), that goes from plant canopy to saturated zone. It gives lots of ecosystem services and part of them are generated by microorganisms’ activity that live on it. However, that activity is limited by water availability and nutrients, mainly organic carbon, that decrease in depth. This phenomenon is more intense in drylands where the presence of vegetation is short and, therefore, affects microbial activity and functional diversity. The main goal of this study is to deepen the knowledge of unsaturated and saturated zones microbial metabolic diversity in the Parque Natural Cabo de Gata-Níjar (Almería, Spain) CZ. In order to do it, samples between 1 and 40 m depth were analysed in eight sampling points regarding organic material content and microbial metabolic activity by using Biolog Ecoplates. The results demonstrated a clear “V” pattern (decrease in unsaturated zone and increase in the deeper parts of the saturated zone) with depth in most of the parameters, in fact, that increase in depth was in the presence of clay; and also important differences between unsaturated and saturated zones were demonstrated. Those less porous materials are better organic material containers, therefore, they give rise to that parameter distribution throughout CZ, although the presence of water in deeper zones affects that distribution too, because it unites niches. Nevertheless, these results could change over time due to climate change effects, because microbial communities are very sensitive to thermal change