Discovering a hidden ecological treasure: Biological soil crusts of Argentina

Abstract

Biological soil crusts (biocrusts) are topsoil, diverse communities of micro- and macro-organismsthat contribute to soil stability, fertility, nutrient cycling and water dynamics in drylands. Although the numberof studies on the ecology and biology of biocrusts in Argentina has increased over the last two decades, worksare still scarce compared to other parts of the world. Despite the surface area occupied by drylands in ourterritory (~ 75 %), which also present a remarkable bioclimatic and phytogeographic diversity, biocrusts are anecological actor that remains poorly studied. Therefore, we find it valuable to review our current understandingof biocrusts in Argentina to identify knowledge gaps and establish future priority lines of research. Here, wesynthesize what we know about biocrusts in Argentina, focusing on their taxonomic composition, biologicalinteractions within the community, distribution pa􀄴erns, responses to natural and human-induced stressfactors, ecosystem multifunctionality, and restoration techniques. We have identified several critical aspectsof biocrust biology and ecology that should be prioritized in future works. For example, it is essential toadvance taxonomic studies, incorporating molecular tools to accurately classify biocrust components, whichwill help us deepen our understanding of biological community interactions and allow us to improve theuse of biocrusts in restoration of degraded soils. We also need to expand our understanding of how biocrustsrespond to environmental factors across different spatial and temporal scales, to model their responses tofuture scenarios of global change. While biocrust restoration efforts are showing promising results, works areprimarily focused on greenhouse or laboratory cultivation techniques, and all these efforts must be validated inthe field. We consider that the diversity of Argentinean drylands offers a good natural laboratory for studyingbiocrusts and can serve as a model for testing hypotheses on their biology and ecology.Las costras biológicas del suelo (biocostras) son comunidades diversas de microorganismos y macroorganismos que se desarrollan en la capa más superficial del suelo en los ecosistemas áridos, contribuyendo a su estabilidad, fertilidad, ciclo de nutrientes y dinámica hídrica. Aunque en las últimas dos décadas ha aumentado el número de estudios sobre la ecología y biología de las biocostras en Argentina, estos trabajos siguen siendo escasos en comparación con otras regiones del mundo. A pesar de que los ecosistemas áridos cubren aproximadamente un 75 % del territorio argentino y presentan una destacada diversidad bioclimática y fitogeográfica, las biocostras siguen siendo un actor ecológico poco estudiado. Por ello, consideramos valioso revisar el conocimiento actual sobre las biocostras en el país, para poder identificar vacíos de información y establecer líneas prioritarias futuras de investigación. En este trabajo sintetizamos el conocimiento disponible sobre las biocostras en Argentina, centrándonos en su composición taxonómica, sus interacciones biológicas, sus patrones de distribución, sus respuestas a factores de estrés naturales y antrópicos, su rol en la multifuncionalidad de los ecosistemas y las técnicas de restauración basadas en biocostras. Hemos identificado varios aspectos clave que deberían ser priorizados en futuros estudios, como el avance en la clasificación taxonómica mediante herramientas moleculares para comprender mejor las interacciones biológicas y mejorar el uso de biocostras en la restauración de suelos degradados. También es necesario ampliar el conocimiento sobre las respuestas de las biocostras a factores ambientales a distintas escalas espaciales y temporales, para poder modelar escenarios futuros de cambio global. Aunque los esfuerzos de restauración basados en biocostras muestran resultados prometedores, la mayoría se desarrollan en condiciones controladas, y han de ser validados en campo. Consideramos que la diversidad de los ecosistemas áridos argentinos representa un laboratorio natural ideal para estudiar las biocostras y probar hipótesis sobre su biología y ecología.