Published March 24, 2022
| Version v1
Publication
Open
Soil Bacterial Community Along an Altitudinal Gradient in the Sumaco, a Stratovolcano in the Amazon Region
Creators
- 1. Institute for Integrative Systems Biology
- 2. Consejo Superior de Investigaciones Científicas
- 3. Universitat de València
- 4. Universidad de Cantabria
- 5. Central University of Ecuador
- 6. The Ohio State University
- 7. Instituto Nacional de Biodiversidad
- 8. Universidad de Las Américas
- 9. Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria
Description
Our study is a pioneering exploration of the microbiome in the soil of the Sumaco stratovolcano and an assessment of the effects of an elevational gradient and related physicochemical soil parameters on richness and community structure. The Sumaco, as an isolated Amazonian stratovolcano, may be among one of the least studied ecosystems in Ecuador and perhaps the Amazon region. Universal patterns remain unresolved or available information inconclusive to establish a supported consensus on general governing processes by which elevation and its associated environmental gradients may determine the microbial richness and community structure. We tested a recent proposal on how microbial diversity responds to montane gradients, placing a central role in soils as potentially independent of altitude along an elevational gradient. Correlations and effects among soil physicochemical parameters and altitude were contrasted against richness and community structure through quantitative ecology. The most informative physicochemical parameter in our assessment of bacterial community structure was neither pH nor altitude, but sulfur, which was mostly independent of the other tested parameters. We established a positive effect of richness by parameters associated with metallic cations such as Mn 2+ , and CEC, which were negatively correlated to altitude and pH. The possible relation between the significant role of sulfur on bacterial community structure with the unique geological origin of the Sumaco stratovolcano should be examined in the context of specialized sulfur metabolisms and additional information on community structure and environmental constraints. Our study establishes an initial baseline for further explorations of microbial diversity in this unexplored tropical stratovolcano.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
دراستنا هي استكشاف رائد للميكروبيوم في تربة سوماكو ستراتوفولكانو وتقييم لآثار التدرج المرتفع ومعلمات التربة الفيزيائية الكيميائية ذات الصلة على الثراء وبنية المجتمع. قد يكون سوماكو، باعتباره بركانًا طبقيًا معزولًا في الأمازون، من بين أقل النظم الإيكولوجية دراسة في الإكوادور وربما منطقة الأمازون. تظل الأنماط العالمية دون حل أو معلومات متاحة غير حاسمة لإنشاء إجماع مدعوم حول عمليات الإدارة العامة التي يمكن من خلالها للارتفاع والتدرجات البيئية المرتبطة به تحديد الثراء الميكروبي وهيكل المجتمع. اختبرنا اقتراحًا حديثًا حول كيفية استجابة التنوع الميكروبي للتدرجات الجبلية، مما يضع دورًا مركزيًا في التربة كمستقل محتمل عن الارتفاع على طول التدرج المرتفع. تمت مقارنة الارتباطات والتأثيرات بين المعلمات الفيزيائية الكيميائية للتربة والارتفاع مع الثراء وهيكل المجتمع من خلال البيئة الكمية. لم تكن المعلمة الفيزيائية الكيميائية الأكثر إفادة في تقييمنا لبنية المجتمع البكتيري هي الأس الهيدروجيني ولا الارتفاع، ولكن الكبريت، الذي كان في الغالب مستقلاً عن المعلمات الأخرى التي تم اختبارها. لقد أنشأنا تأثيرًا إيجابيًا للثراء من خلال المعلمات المرتبطة بالكاتيونات المعدنية مثل Mn 2+ ، و CEC، والتي كانت مرتبطة سلبًا بالارتفاع ودرجة الحموضة. يجب فحص العلاقة المحتملة بين الدور الهام للكبريت في بنية المجتمع البكتيري والأصل الجيولوجي الفريد لبركان سوماكو الطبقي في سياق عمليات التمثيل الغذائي المتخصصة للكبريت ومعلومات إضافية عن بنية المجتمع والقيود البيئية. تحدد دراستنا خط أساس أولي لمزيد من الاستكشافات للتنوع الميكروبي في هذا الستراتوفولكان الاستوائي غير المستكشف.Translated Description (French)
Notre étude est une exploration pionnière du microbiome dans le sol du stratovolcan Sumaco et une évaluation des effets d'un gradient d'altitude et des paramètres physico-chimiques connexes du sol sur la richesse et la structure de la communauté. Le Sumaco, en tant que stratovolcan amazonien isolé, est peut-être l'un des écosystèmes les moins étudiés en Équateur et peut-être dans la région amazonienne. Les modèles universels restent non résolus ou les informations disponibles ne sont pas concluantes pour établir un consensus soutenu sur les processus de gouvernance généraux par lesquels l'élévation et ses gradients environnementaux associés peuvent déterminer la richesse microbienne et la structure de la communauté. Nous avons testé une proposition récente sur la façon dont la diversité microbienne réagit aux gradients montagnards, plaçant un rôle central dans les sols comme potentiellement indépendants de l'altitude le long d'un gradient d'altitude. Les corrélations et les effets entre les paramètres physico-chimiques du sol et l'altitude ont été comparés à la richesse et à la structure de la communauté grâce à l'écologie quantitative. Le paramètre physico-chimique le plus informatif dans notre évaluation de la structure de la communauté bactérienne n'était ni le pH ni l'altitude, mais le soufre, qui était principalement indépendant des autres paramètres testés. Nous avons établi un effet positif de richesse par des paramètres associés à des cations métalliques tels que Mn 2+ et CEC, qui étaient négativement corrélés à l'altitude et au pH. La relation possible entre le rôle important du soufre sur la structure de la communauté bactérienne et l'origine géologique unique du stratovolcan Sumaco doit être examinée dans le contexte des métabolismes spécialisés du soufre et des informations supplémentaires sur la structure de la communauté et les contraintes environnementales. Notre étude établit une base de référence initiale pour d'autres explorations de la diversité microbienne dans ce stratovolcan tropical inexploré.Translated Description (Spanish)
Nuestro estudio es una exploración pionera del microbioma en el suelo del estratovolcán Sumaco y una evaluación de los efectos de un gradiente de elevación y los parámetros fisicoquímicos del suelo relacionados sobre la riqueza y la estructura de la comunidad. El Sumaco, como un estratovolcán amazónico aislado, puede estar entre uno de los ecosistemas menos estudiados en Ecuador y quizás en la región amazónica. Los patrones universales siguen sin resolverse o la información disponible no es concluyente para establecer un consenso respaldado sobre los procesos generales de gobierno mediante los cuales la elevación y sus gradientes ambientales asociados pueden determinar la riqueza microbiana y la estructura de la comunidad. Probamos una propuesta reciente sobre cómo la diversidad microbiana responde a los gradientes montanos, colocando un papel central en los suelos como potencialmente independiente de la altitud a lo largo de un gradiente de elevación. Las correlaciones y los efectos entre los parámetros fisicoquímicos del suelo y la altitud se contrastaron con la riqueza y la estructura de la comunidad a través de la ecología cuantitativa. El parámetro fisicoquímico más informativo en nuestra evaluación de la estructura de la comunidad bacteriana no fue ni el pH ni la altitud, sino el azufre, que fue en su mayoría independiente de los otros parámetros probados. Establecimos un efecto positivo de riqueza por parámetros asociados a cationes metálicos como Mn 2+ , y CEC, que se correlacionaron negativamente con la altitud y el pH. La posible relación entre el papel significativo del azufre en la estructura de la comunidad bacteriana con el origen geológico único del estratovolcán Sumaco debe examinarse en el contexto de los metabolismos especializados del azufre y la información adicional sobre la estructura de la comunidad y las limitaciones ambientales. Nuestro estudio establece una línea de base inicial para futuras exploraciones de la diversidad microbiana en este estratovolcán tropical inexplorado.Files
pdf.pdf
Files
(6.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0bb19f75a565442e6efc2957ba0650a6
|
6.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تجمع بكتيري للتربة على طول تدرج طولي في سوماكو، وهو بركان ستراتوفولكو في منطقة الأمازون
- Translated title (French)
- Communauté bactérienne du sol le long d'un gradient altitudinal dans le Sumaco, un stratovolcan de la région amazonienne
- Translated title (Spanish)
- Comunidad bacteriana del suelo a lo largo de un gradiente altitudinal en el Sumaco, un estratovolcán en la región amazónica
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4221130633
- DOI
- 10.3389/ffgc.2022.738568
References
- https://openalex.org/W1490583274
- https://openalex.org/W1594904937
- https://openalex.org/W1767566553
- https://openalex.org/W1795468129
- https://openalex.org/W1929539987
- https://openalex.org/W2016385695
- https://openalex.org/W2017715652
- https://openalex.org/W2023540833
- https://openalex.org/W2026021464
- https://openalex.org/W2034285706
- https://openalex.org/W2056279562
- https://openalex.org/W2073964263
- https://openalex.org/W2115701239
- https://openalex.org/W2129402332
- https://openalex.org/W2152239989
- https://openalex.org/W2160762717
- https://openalex.org/W2291505329
- https://openalex.org/W2314847332
- https://openalex.org/W2315401185
- https://openalex.org/W2406250479
- https://openalex.org/W2461616610
- https://openalex.org/W2513506562
- https://openalex.org/W2559982552
- https://openalex.org/W2605360888
- https://openalex.org/W2607031257
- https://openalex.org/W2607086757
- https://openalex.org/W260994251
- https://openalex.org/W2736226279
- https://openalex.org/W2739588170
- https://openalex.org/W2769639702
- https://openalex.org/W2792529622
- https://openalex.org/W2886585565
- https://openalex.org/W2898876344
- https://openalex.org/W2899668943
- https://openalex.org/W2922279770
- https://openalex.org/W2951971263
- https://openalex.org/W2954826566
- https://openalex.org/W2955373455
- https://openalex.org/W2968698607
- https://openalex.org/W3003044952
- https://openalex.org/W3033276677
- https://openalex.org/W3048557235
- https://openalex.org/W3093133908
- https://openalex.org/W3094438468
- https://openalex.org/W3111059807
- https://openalex.org/W3111146838
- https://openalex.org/W3112517899
- https://openalex.org/W3174227204
- https://openalex.org/W3174993126
- https://openalex.org/W4253346284
- https://openalex.org/W80510310