Oligotrofo

Los entornos antárticos ofrecen muy pocos recursos para sustentar la vida, ya que la mayoría de los organismos no están bien adaptados para vivir en condiciones de escasez de nutrientes y temperaturas frías (inferiores a 5  °C). Por ello, estos entornos presentan una gran abundancia de psicrófilos bien adaptados a la vida en un bioma antártico. La mayoría de los oligotrofos viven en lagos donde el agua favorece los procesos bioquímicos necesarios para su crecimiento y supervivencia. ^{[ 6 ]} A continuación se presentan algunos ejemplos documentados de entornos oligotróficos en la Antártida:

El lago Vostok , un lago de agua dulce aislado del mundo bajo 4 km (2,5 millas) de hielo antártico, se considera un ejemplo principal de ambiente oligotrófico. ^{[ 7 ]} El análisis de muestras de hielo mostró microambientes ecológicamente separados. El aislamiento de microorganismos de cada microambiente condujo al descubrimiento de una amplia gama de microorganismos diferentes presentes en la capa de hielo. ^{[ 8 ]} También se han observado rastros de hongos, lo que sugiere el potencial de interacciones simbióticas únicas. ^{[ 9 ] [ 8 ]} La extensa oligotrofia del lago ha llevado a algunos a creer que partes del lago son completamente estériles. ^{[ 9 ]} Este lago es una herramienta útil para simular estudios sobre vida extraterrestre en planetas helados y otros cuerpos celestes. ^{[ 10 ]}

Crooked Lake es un lago glaciar ultraoligotrófico ^{[ 11 ]} con una distribución delgada de microorganismos heterótrofos y autótrofos . ^{[ 12 ]} El ciclo microbiano juega un papel importante en el ciclo de nutrientes y energía dentro de este lago, a pesar de la abundancia y productividad bacteriana particularmente bajas en estos ambientes. ^{[ 11 ]} La poca diversidad ecológica puede atribuirse a las bajas temperaturas anuales del lago. ^{[ 13 ]} Las especies descubiertas en este lago incluyen Ochromonas , Chlamydomonas , Scourfeldia , Cryptomonas , Akistrodesmus falcatus y Daphniopsis studeri (un microcrustáceo). Se propone que la baja selección competitiva contra Daphniopsis studeri ha permitido que la especie sobreviva eltiempo suficiente para reproducirse en ambientes con limitación de nutrientes. ^{[ 12 ]}

Las llanuras arenosas y los suelos lateríticos del sur de Australia Occidental , donde un cratón extremadamente grueso ha impedido cualquier actividad geológica desde el Cámbrico y no ha habido glaciación que renueve los suelos desde el Carbonífero . Por lo tanto, los suelos son extremadamente pobres en nutrientes y la mayoría de la vegetación debe utilizar estrategias como el desarrollo de raíces en racimo para obtener incluso las cantidades más pequeñas de nutrientes como el fósforo y el azufre .

La vegetación de estas regiones, sin embargo, destaca por su biodiversidad , que en algunos lugares es tan grande como la de una selva tropical y produce algunas de las flores silvestres más espectaculares del mundo. No obstante, se ve gravemente amenazada por el cambio climático, que ha desplazado el cinturón de lluvias invernales hacia el sur, así como por la deforestación para la agricultura y el uso de fertilizantes , impulsados ​​principalmente por los bajos costos de la tierra, que hacen que la agricultura sea rentable incluso con rendimientos que son una fracción de los de Europa o Norteamérica.

Un ejemplo de suelos oligotróficos son aquellos en arenas blancas, con un pH del suelo inferior a 5,0, en la cuenca del Río Negro en el norte de la Amazonia que albergan bosques y sabanas de muy baja diversidad y extremadamente frágiles drenados por ríos de aguas negras ; el color oscuro del agua se debe a la alta concentración de taninos , ácidos húmicos y otros compuestos orgánicos derivados de la descomposición muy lenta de la materia vegetal. ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} Bosques similares se encuentran en las aguas oligotróficas del delta del río Patía en el lado pacífico de los Andes. ^{[ 17 ]}

En el océano , los giros subtropicales al norte y al sur del ecuador son regiones donde los nutrientes necesarios para el crecimiento del fitoplancton (por ejemplo, nitrato , fosfato y ácido silícico ) se agotan considerablemente durante todo el año. Estas áreas se describen como oligotróficas y presentan bajos niveles de clorofila en la superficie . En ocasiones se las denomina "desiertos oceánicos". ^{[ 18 ]}

Los ambientes de suelo oligotrófico incluyen suelo agrícola, suelo congelado, etcétera . ^{[ 19 ] [ 20 ]} Varios factores, como la descomposición , la estructura del suelo, la fertilización y la temperatura , pueden afectar la disponibilidad de nutrientes en los ambientes del suelo. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Generalmente, la disponibilidad de nutrientes disminuye con la profundidad del suelo, ya que en la superficie, los compuestos orgánicos descompuestos de restos vegetales y animales son consumidos rápidamente por otros microbios, lo que provoca la falta de nutrientes en las capas más profundas. ^{[ 19 ]} Además, los desechos metabólicos producidos por los microorganismos en la superficie también causan la acumulación de sustancias químicas tóxicas en las capas más profundas. ^{[ 19 ]} Asimismo, el oxígeno y el agua son importantes para algunas vías metabólicas, pero su difusión se dificulta con la profundidad. ^{[ 19 ]} Algunos factores, como los agregados del suelo, los poros y las enzimas extracelulares, pueden facilitar la difusión de agua, oxígeno y otros nutrientes en el suelo. ^{[ 21 ]} Además, la presencia de minerales bajo el suelo proporciona fuentes alternativas para las especies que viven en suelos oligotróficos. ^{[ 21 ]} En cuanto a las tierras agrícolas, la aplicación de fertilizantes tiene un impacto complejo en la fuente de carbono, ya sea aumentando o disminuyendo el carbono orgánico del suelo. ^{[ 21 ]}

Collimonas es uno de los géneros capaces de vivir en suelos oligotróficos. ^{[ 22 ]} Una característica común de los ambientes dondevive Collimonas es la presencia de hongos, ya que Collimonas tiene la capacidad no solo de hidrolizar la quitina producida por los hongos para obtener nutrientes, sino también de producir materiales (por ejemplo, P. fluorescens 2-79) para protegerse de las infecciones fúngicas. ^{[ 22 ]} Esta relación mutua es común en los ambientes oligotróficos. Además, Collimonas también puede obtener fuentes de electrones de rocas y minerales mediante la meteorización . ^{[ 22 ]}

En cuanto a las zonas polares, como la Antártida y el Ártico, el ambiente del suelo se considera oligotrófico debido a que está congelado y presenta baja actividad biológica. ^{[ 20 ]} Las especies más abundantes en el suelo congelado son Actinomycetota , Pseudomonadota , Acidobacteriota y Cyanobacteria , junto con una pequeña cantidad de arqueas y hongos. ^{[ 20 ]} Actinomycetota puede mantener la actividad de sus enzimas metabólicas y continuar sus reacciones bioquímicas en un amplio rango de bajas temperaturas. ^{[ 20 ]} Además, la maquinaria de reparación del ADN en Actinomycetota los protege de mutaciones letales del ADN a bajas temperaturas. ^{[ 20 ]}