L’aparença dels organismes del sòl pot ajudar-nos a entendre la seva importància

Figura 1: Mètodes de mostreig i estudi dels invertebrats del sòl. Els petits organismes es poden extreure d'un petit nucli de sòl mitjançant el seu assecat i la recollida dels individus que cauen de la mostra. Els organismes grans i ràpids que viuen a les fulles mortes es recullen quan cauen en trampes de caiguda. Els organismes menys mòbils es poden extreure d'un bloc de sòl amb una pala i després es classifiquen manualment. Els cucs de terra que viuen a profunditat al sòl es poden extreure abocant una solució de mostassa als seus túnels. Els organismes menys mòbils que viuen a les fulles mortes es poden aïllar utilitzant un aparell Berlese, que asseca les fulles i atrapa els organismes en un pot (Crèdits del dibuix: www.lesbullesdemo.fr. Crèdits d'imatge: Apolline Auclerc, laboratori EcoBioDiv).

Figura 2: Diferències en les característiques morfològiques entre nou espècies d'invertebrats del sòl que pertanyen a tres grups: cucs de terra, escarabats terrestres i col·lèmbols (Crèdits de dibuix: www.lesbullesdemo.fr).

Figura 3: Organismes del sòl en acció. (1) Cucs de terra vivint i alimentant-se de fulles mortes. (2) Cucs de terra arribant a la superfície del sòl a través del seu llarg i profund túnel. (3) Cucs de terra vivint al sòl i excavant molts túnels. (4) Diferents espècies de col·lèmbols transformant fulles mortes en pellets fecals. (5) Col·lèmbol escapant d'un depredador saltant amb el seu apèndix semblant a una molla. (6) Escarabat terrestre alimentant-se d'un cargol. (7) Escarabat terretre a punt de volar (Crèdits de dibuix: www.lesbullesdemo.fr).

Hinweis für die Medien: Die von iDiv bereitgestellten Bilder dürfen ausschließlich für die Berichterstattung im Zusammenhang mit dieser Medienmitteilung und unter Angabe des/der Urhebers/in verwendet werden.

Open PDF in new window.

Pierre Ganault¹*, Léa Beaumelle², Apolline Auclerc³

¹ CEFE, Univ. Montpellier, CNRS, EPHE, IRD, Univ. Paul-Valéry Montpellier, Montpellier, France,
² INRAE, UMR SAVE, Villenave d’Ornon, France
³ Laboratoire des sols et Environnement, Université de Lorraine, INRAE, LSE, Nancy France

Hi ha una multitud de formes de vida al nostre planeta. Això és especialment cert sota els nostres peus, en el sòl. Els cucs de terra, les aranyes i els milpeus són només alguns exemples de la gran varietat d’organismes del sòl. Un cop observes el que viu en els sòls, t’adones de la immensa diversitat de formes i colors. Però què passaria si ens prenguéssim el temps de descriure totes les seves característiques: color, mida, forma, nombre de potes, tipus d’ales, esperança de vida i preferències climàtiques? Totes aquestes característiques, anomenades trets, ens ajuden a entendre quins tipus d’organismes es poden trobar en un ecosistema determinat, què mengen i quina distància poden recórrer. Els científics utilitzen aquesta informació per entendre els diferents rols dels organismes en els sòls i per restaurar els sòls degradats. Analitzar els trets pot revelar la importància dels organismes del sòl i els rols fonamentals que juguen per a les societats humanes.

EL SÒL: UN MÓN MERAVELLÓS PERÒ POC CONEGUT

Sota els nostres peus, milions d’organismes viuen en el sòl [1]. Aquests organismes van des dels microscòpics (anomenats microorganismes) fins als invertebrats (com els cucs de terra) que poden mesurar més de 1 metre de llargada. La varietat d’organismes en el sòl es coneix com a biodiversitat del sòl. La biodiversitat fa referència a les variacions de totes les formes de vida del planeta.

Els ecòlegs del sòl són científics que estudien la diversitat dels organismes del sòl. Normalment prenen mostres dels organismes del sòl que viuen en diferents llocs, com les selves tropicals o els camps agrícoles. Utilitzen pales, trampes o barrines per extreure mostres de sòl, depenent de si els organismes d’interès viuen dins del sòl o a la seva superfície (Figura 1). A continuació, els científics capturen els organismes que poden veure en les seves mostres amb les mans o amb pinces. Per atrapar els invertebrats més petits, els ecòlegs del sòl sovint utilitzen una tècnica anomenada mètode or embut Berlese. Al laboratori, col·loquen la mostra de sòl dins un embut, amb una làmpada de calor a sobre de la mostra i un pot a sota. La llum i la calor fan que els petits organismes baixin a través de l’embut fins al pot. Després d’uns dies, els científics poden estudiar els organismes dins del pot.

Quan tots els organismes del sòl estan recollits, comença el llarg i meticulós treball. Els científics del sòl compten i observen detingudament cada organisme individual per identificar a quina espècie pertany. Per fer-ho, utilitzen diversos tipus de microscopis juntament amb claus d’identificació i llibres. El nombre

total d’espècies trobades en un ecosistema determinat representa la biodiversitat d’aquest ecosistema. Els científics del sòl tenen molta feina a fer, ja que els sòls són uns dels ecosistemes més diversos i impactats per l'activitat humana a la Terra. A més, molts sòls del món encara no han estat estudiats, així que moltes espècies d’organismes del sòl encara no han estat descobertes.

ELS ORGANISMES DEL SÒL SÓN EXTREMADAMENT DIVERSOS

La biodiversitat del sòl és tan gran que és gairebé impossible descriure els trets de tots els organismes del sòl alhora. Donarem una idea de la diversitat del sòl descrivint l'aparença i els comportaments de tres tipus d’organismes del sòl ben estudiats: cucs de terra, col·lèmbols i escarabats terrestres (Figura 2).

Mida del cos

Una diferència estructural important entre els cucs de terra, els col·lèmbols i els escarabats terrestes, així com entre les espècies dins d'aquests grups, és la mida del cos. La mida és un exemple de tret morfològic. El cuc de terra més petit mesura uns pocs centímetres de llarg, mentre que el més gran, trobat a les selves tropicals, pot mesurar fins a 2 metres de llargada. A Europa, els escarabats terrestres mesuren entre 2 mm i 8 cm des de la part superior del cap fins al darrer segment de l'abdomen. Els col·lèmbols són molt més petits, amb una mida mitjana del cos d’uns 2 mm, però la seva mida varia depenent de l’indret on viuen. Algunes espècies de col·lèmbols que viuen entre les fulles mortes són més grans que altres espècies que viuen més profundament en el sòl.

Moviment

Per trobar un hàbitat amb prou menjar, altres organismes amb els quals reproduir-se, i un nombre reduït de depredadors, els organismes del sòl han desenvolupat diverses tècniques per moure’s, tant a la superfície com dins del sòl. Els cucs de terra no tenen potes, però algunes espècies tenen músculs forts i pèls petits que utilitzen per excavar entre les partícules del sòl. Amb les seves sis potes, els escarabats poden córrer per la superfície del sòl per capturar les seves preses. Moltes espècies d’escarabats tenen ales, cosa que els permet escapar ràpidament d’un depredador o d'una altra pertorbació, o desplaçar-se cap a un lloc on poden trobar més preses o parelles. Els col·lèmbols també es mouen amb les seves sis potes, però gràcies a un apèndix especial que actua com un ressort, alguns col·lèmbols poden saltar diversos centímetres a l'aire per escapar dels depredadors!

Color

Els organismes del sòl poden ser molt colorits. Alguns cucs de terra que viuen als primers centímetres de sòl, entre les fulles mortes o en compost o fems, són de color marró rogenc, la qual cosa els permet camuflar-se dels seus depredadors contra les fulles mortes de color marró taronja, però també els protegeix de la llum UV [2]. Altres cucs de terra viuen més profundament al sòl i sovint tenen colors pàl·lids, com rosa clar, gris o verd. Al sòl fosc, la pigmentació no és necessària perquè la llum UV no hi arriba. Altres cucs de terra viuen principalment dins del sòl, però treuen el cap per alimentar-se de les fulles mortes; per tant, només els seus caps estan pigmentats. Els col·lèmbols mostren gairebé els mateixos patrons de color que els cucs de terra: les espècies pigmentades viuen a la superfície del sòl i les no pigmentades viuen dins del sòl [3]. Finalment, els escarabats terrestres poden tenir molts patrons de colors preciosos, especialment els del gènere Carabus. Els colors vius poden desanimar els seus depredadors (ocells) o poden ajudar-los a camuflar-se en els seus entorns.

Tipus de boca

Una altra gran diferència entre els nostres tres grups és el tipus de boca. Els escarabats tenen mandíbules fortes que poden tenir formes i mides diferents depenent de què mengin més. Per exemple, algunes espècies tenen mandíbules molt llargues, projectades cap endavant, per arribar dins de les closques dels cargols. Els col·lèmbols tenen boques petites que els permeten menjar fongs que creixen sobre les fulles i petits troços de les fulles, creant boniques fulles mortes deixant només la nervadura visible. Els cucs de terra no tenen mandíbules, però els seus estómacs musculars són prou forts per triturar el sòl i les fulles que mengen.

ELS TRETS DELS ORGANISMES DEL SÒL SON PISTES SOBRE ELS SEUS ROLS IMPORTANTS

Les observacions curoses dels trets dels organismes del sòl poden dir-li molt als ecòlegs del sòl sobre el que mengen els organismes, on viuen i com interactuen amb el seu entorn (Figura 3). Les accions dels organismes del sòl són extremadament importants per mantenir sòls saludables. Aquests organismes poden canviar l’organització física del sòl creant galeries, poden afegir nutrients al sòl mitjançant la descomposició de fulles mortes i poden ajudar a controlar les poblacions d’altres organismes del sòl [4]. Anem a veure quins rols importants tenen aquests tres exemples d’organismes.

Els cucs de terra juguen un paper crucial en el manteniment de sòls saludables gràcies a la seva intensa activitat d’excavar i fer túnels. Les espècies de cucs de terra que viuen al sòl es mouen per el sòl, menjant els aliments que hi troben i barrejant les partícules de terra amb trossets de fulles mortes. A mesura que es desplacen, creen molts forats a través dels quals l'aire i l'aigua poden circular més fàcilment [5], ajudant altres organismes del sòl a beure i respirar, i ajudant les arrels de les plantes a créixer. Alguns cucs de terra grans creen forats llargs, amplis i verticals (molt semblants a xemeneies). D'altres fan forats més prims, però tot i així contribueixen molt a la barreja del sòl. Per tant, els cucs de terra són força importants per reduir les inundacions i l'erosió del sòl, així com per millorar la salut del sòl.

Els col·lèmbols també juguen un paper crucial als sòls, especialment reciclant els nutrients de les fulles mortes, cosa que ajuda al creixement de les plantes. En alguns casos, els col·lèmbols poden arribar a densitats de 10–100.000 individus per m²! Poden menjar grans quantitats de fullaraca i microorganismes (com fongs i bacteris). Després de menjar, produeixen moltes petites boles fecals compostes per trossets molt petits de fulles mortes barrejades amb una mica d'aigua. Les boles fecals són el menjar perfecte per als microorganismes, que continuaran transformant les fulles mortes en nutrients que les plantes poden utilitzar. Aquest reciclatge de nutrients realitzat pels col·lèmbols i microorganismes és extremadament important per als ecosistemes i el creixement de les plantes.

Els escarabats tenen dietes diverses, però poden ser depredadors que s'alimenten d'una àmplia varietat de preses, des de petits àfids fins a cargols. Les espècies d'escarabats terrícoles estan especialitzades en les preses que mengen; per exemple, l'espècie Cychrus caraboides només s'alimenta de cargols. Alguns escarabats capturen petits col·lèmbols gràcies als seus ulls ben desenvolupats (Figura 3). Els escarabats terrícoles són importants per regular les poblacions d'altres animals. Per exemple, en els cultius, s'alimenten de les plagues que, d'altra manera, danyarien les plantes del cultiu. Els agricultors poden, per tant, utilitzar els escarabats en lloc de productes químics per combatre les plagues. Això s'anomena control biològic, perquè utilitza les interaccions naturals depredador-presa entre els organismes per controlar les plagues. És important mantenir una gran diversitat d'escarabats terrícoles en un ecosistema perquè no totes les espècies s'alimenten de la mateixa presa. Els escarabats terrícoles varien en grandària corporal i majoritàriament mengen preses més petites que ells. Per tant, una gran diversitat d'espècies d'escarabats terrícoles permet una millor regulació de les plagues [6].

La grandària corporal, el tipus i la grandària de la boca, les estratègies de caça i el tipus de presa són trets importants que els ecòlegs del sòl consideren habitualment per entendre millor les relacions entre els invertebrats del sòl i els seus entorns.

CONCLUSIÓ

Els organismes del sòl són increïblement diversos en forma i comportament. Els ecòlegs del sòl exploren el meravellós món del sòl i tenen l'oportunitat de descobrir noves espècies i nous trets. Observant les característiques de les espècies que troben, els científics del sòl poden entendre millor les interaccions entre els organismes i els ecosistemes. En conjunt, els nombrosos rols que juguen la gran varietat d'organismes del sòl són complementaris i fonamentals per mantenir sòls saludables. Per tant, és molt important per a nosaltres mantenir i conservar la biodiversitat del sòl, que està afrontant els impactes creixents de les activitats humanes, com l'agricultura intensiva i el canvi climàtic. Augmentar la consciència pública sobre la importància dels organismes del sòl i millorar els nostres coneixements sobre la biodiversitat del sòl serà clau per disminuir els nostres impactes en els increïbles ecosistemes sota els nostres peus.

GLOSSARI

Invertebrat
Animals petits sense esquelet intern, com insectes, cucs o mol·luscs.

Biodiversitat del sòl
La varietat de formes de vida al sòl. Es pot mesurar pel nombre d'espècies, trets o gens d'aquests organismes.

Ecòleg del sòl
Científic que investiga els organismes del sòl, les seves interaccions amb el seu entorn i el seu paper en el funcionament del sòl.

Mètode o embut Berlese
Procediment per extreure organismes de petita mida de mostres de fullaraca i sòl mitjançant el seu assecat i la recollida d'organismes que migren a través de la mostra i cauen en un pot.

Espècie
Organismes individuals que pertanyen a la mateixa espècie poden produir descendència fèrtil. És la unitat més utilitzada per descriure la vida a la Terra. Tots els éssers humans pertanyen a la mateixa espècie, però hi ha moltes, moltes espècies d'organismes del sòl.

Tret
Qualsevol característica que es pot mesurar en un individu per descriure la seva forma, capacitat de moviment, dieta, comportament o estratègia de reproducció.

Llum UV
Part dels raigs del sol que són invisibles a l'ull humà i poden causar cremades solars.

REFERÈNCIES

1. Orgiazzi, A., Bardgett, R. D., Barrios, E., Behan-Pelletier, V., Briones, M. J. I., Chotte, J. L., et al. 2016. Global Soil Diversity Atlas. Luxembourg: European Union. Available online at: esdac.jrc.ec.europa.eu/public_path/JRC_global_soilbio_atlas_online.pdf (accessed April 28, 2020).
2. Bottinelli, N., Hedde, M., Jouquet, P., and Capowiez, Y. 2020. An explicit definition of earthworm ecological categories–Marcel Bouché’s triangle revisited. Geoderma 372:114361. doi: 10.1016/j.geoderma.2020.114361
3. Potapov, A. A., Semenina, E. E., Korotkevich, A. Yu., Kuznetsova, N. A., and Tiunov, A. V. 2016. Connecting taxonomy and ecology: trophic niches of collembolans as related to taxonomic identity and life forms. Soil Biol. Biochem. 101:20–31. doi: 10.1016/j.soilbio.2016.07.002
4. Pey, B., Nahmani, J., Auclerc, A., Capowiez, Y., Cluzeau, D., Cortet, J., et al. 2014. Current use of and future needs for soil invertebrate functional traits in community ecology. Basic Appl. Ecol. 15:194–206. doi: 10.1016/j.baae.2014.03.007
5. Capowiez, Y., Bottinelli, N., Sammartino, S., Michel, E., and Jouquet, P. 2015. Morphological and functional characterisation of the burrow systems of six earthworm species (Lumbricidae). Biol. Fertil. Soils 51:869–77. doi: 10.1007/s00374-015-1036-x
6. Rusch, A., Birkhofer, K., Bommarco, R., Smith, H. G., and Ekbom, B. 2015. Predator body sizes and habitat preferences predict predation rates in an agroecosystem. Basic Appl. Ecology 16:250–9. doi: 10.1016/j.baae.2015.02.003

EDITED BY: Rémy Beugnon, German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv), Germany

CITATION: Ganault P, Beaumelle L and Auclerc A (2021) The Way Soil Organisms Look Can Help Us Understand Their Importance. Front. Young Minds 9:562430. doi: 10.3389/frym.2021.562430

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 © 2021 Ganault, Beaumelle and Auclerc. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). 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.

JOVES REVISORS

GIULIA, EDAT: 13
Sóc la Giulia. Tinc 13 anys. M’agrada anar a l’escola i la meva assignatura preferida és l’Anglès. En el meu temps lliure, m’encanta jugar amb el meu gos, jugar a tenis, i muntar a cavall. A l’estiu, m’agrada jugar dins la meva petita piscina amb els meus amics i passejar per la meva ciutat, tots junts, en bicicleta. En canvi, a l’hivern m’agrada molt anar a esquiar amb els meus pares i els nostres veïns.

AUTORS

PIERRE GANAULT
A cada passeig per la natura, no puc evitar girar troncs i pedres o buscar entre les fulles mortes per veure quin meravellós animal trobo amagat allà. Aquesta curiositat em va portar a estudiar la biodiversitat del sòl i a fer un doctorat sobre la resposta de les combinacions d’espècies d’arbres per als invertebrats del sòl i el paper d’aquests animals en els processos del sòl. També treballo amb associacions per tancar la bretxa entre científics i ciutadans, perquè poguem treballar junts per estudiar, entendre millor i protegir les criatures que viuen al sòl. *pierre.ganault@gmail.com

LÉA BEAUMELLE
Sóc postdoctoranda a l’Institut Nacional Francès d’Agricultura de Bordeus. La meva recerca té com a objectiu entendre millor els impactes de les activitats humanes sobre la biodiversitat del sòl i el seu funcionament. Durant el meu doctorat a Versalles, vaig estudiar la resposta dels cucs de terra a la contaminació per metalls pesants. He ampliat la meva recerca durant les meves estades postdoctorals a França i Alemanya, investigant els efectes de múltiples contaminants, la resposta de comunitats completes de sòl i les conseqüències dels canvis en la biodiversitat per als processos ecosistèmics.

APOLLINE AUCLERC
Sóc professora assistent en ecologia del sòl a la Universitat de Lorraine a França, a Nancy. La meva recerca se centra en entendre com els ecosistemes del sòl urbà i industrial poden acollir un sorprenent alt nivell de biodiversitat, avaluant com els invertebrats, com els cucs de terra, insectes, aranyes, milpeus... s'adapten a les característiques especials d’aquests sòls afectats per l’activitat humana. També desenvolupo eines per ajudar als ciutadans a prendre consciència de la qualitat del sòl i la seva biodiversitat desconeguda.

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: Ganault P, Beaumelle L and Auclerc A (2025) The Way Soil Organisms Look Can Help Us Understand Their Importance (Catalan translation: Sandra Varga). Translating Soil Biodiversity & Front. Young Minds. Originally published in 2021, doi: 10.3389/frym.2021.562430