La biogeografía investiga los patrones y las causas que subyacen a la distribución espacial de la biodiversidad. La biogeografía de los macrobios (es decir, plantas y animales) ha demostrado que la diversidad de estos organismos se distribuye según patrones predecibles en el espacio. Entre estos patrones destaca el gradiente de diversidad latitudinal (LDG), que describe una disminución de la diversidad desde los trópicos hasta los polos (aunque hay excepciones). La idea de que el GDL y otros patrones de diversidad macrobiana son el resultado de la sinergia entre la diversidad a corto plazo (por ejemplo, variables ambientales) y procesos a largo plazo (por ejemplo, variaciones latitudinales en el tiempo de diversificación), está cada vez más apoyada.
Sin embargo, la biogeografía de los microbios (es decir, los protistas, las bacterias y los virus) está en pañales. Por lo tanto, aún se desconocen los patrones y procesos que impulsan la distribución espacial de la diversidad microbiana. Se han propuesto tres hipótesis para explicar la distribución espacial de la diversidad microbiana: (1) la diversidad microbiana se distribuye al azar; (2) los microbios tienen patrones de diversidad impulsados por procesos a corto plazo y (3) los microbios tienen patrones de diversidad impulsados por procesos a corto y largo plazo. Las dos primeras hipótesis se han puesto a prueba repetidamente en las dos últimas décadas. Sin embargo, la tercera hipótesis aún no se ha investigado formalmente en los grupos más importantes de microbios. La evaluación de esta hipótesis es fundamental: su aceptación o rechazo ayudaría a determinar si los macrobios y los microbios comparten principios ecológicos, evolutivos y biogeográficos similares. En esta propuesta de investigación nos proponemos evaluar estas tres hipótesis contrapuestas en macrobios y microbios para investigar si los patrones y procesos que impulsan su diversidad son comparables.
En particular, proponemos investigar la LDG de los macrobios y microbios que habitan las turberas chilenas (un tipo de humedales) a lo largo de un extenso gradiente latitudinal. También investigaremos el papel de los procesos de corto y largo plazo en la formación del LDG. Hemos seleccionado las plantas como representantes de los macrobios porque son diversas, abundantes y fáciles de tomar muestras en las turberas. También hemos seleccionado protistas, bacterias y virus como representantes de los microbios porque son los grupos microbianos más diversos y abundantes del planeta. Hemos seleccionado las turberas como lugares de estudio porque están bien representadas en Chile: cubren 4,5 millones de ha y se distribuyen desde el centro de Chile hasta el Cabo de Hornos, representando un gradiente latitudinal de 2.000 km.
Por lo tanto, estos ecosistemas son ideales para investigar el LDG en macrobios y microbios. Las variables ambientales que prevalecen en las turberas también varían latitudinalmente, volviéndose progresivamente más duras hacia el sur. Por lo tanto, estos ecosistemas son ideales para investigar el papel que desempeñan los procesos
en la conformación del LDG. En nuestro caso, utilizaremos la modelización Random Forest para investigar las variables que mejor predicen el LDG tanto en los macrobios como en los microbios. Asimismo, las turberas chilenas son progresivamente más jóvenes hacia el sur, ya que se formaron tras el retroceso de la capa de hielo durante el último máximo glacial. Esto proporciona el contexto histórico ideal para investigar el papel de los procesos a largo plazo en la formación del LDG. En particular, investigaremos la latitudinal en la diversidad beta filogenética y sus dos componentes aditivos (anidamiento filogenético y el recambio) para determinar si la LDG está impulsada por variaciones latitudinales en el "tiempo de diversificación". También investigaremos la señal filogenética de las variables ambientales relacionadas con las tolerancias ecofisiológicas de los taxones para determinar si la LDG está impulsada por el "conservadurismo de nicho". Si no conseguimos demostrar la importancia de ambos procesos en la configuración de la biogeografía microbiana, este estudio demostrará que la diversidad microbiana se rige por principios sustancialmente diferentes a los propuestos para los macrobios (hipótesis 1 y 2). Por el contrario, si demostramos que los procesos a corto y largo plazo conforman los patrones de diversidad macro y microbiana (hipótesis #3), entonces este estudio mostrará que todas las entidades biológicas comparten principios ecológicos, evolutivos y biogeográficos universales.