Functional diversity of terrestrial microbial decomposers and their substrates

The relationship between biodiversity and biogeochemical processes gained much interest in light of the rapidly decreasing biodiversity worldwide. In this article, we discuss the current status, challenges and prospects of functional concepts to plant litter diversity and microbial decomposer diversity. We also evaluate whether these concepts permit a better understanding of how biodiversity is linked to litter decomposition as a key ecosystem process influencing carbon and nutrient cycles. Based on a literature survey, we show that plant litter and microbial diversity matters for decomposition, but that considering numbers of taxonomic units appears overall as little relevant and less useful than functional diversity. However, despite easily available functional litter traits and the well-established theoretical framework for functional litter diversity, the impact of functional litter diversity on decomposition is not yet well enough explored. Defining functional diversity of microorganisms remains one of the biggest challenges for functional approaches to microbial diversity. Recent developments in microarray and metagenomics technology offer promising possibilities in the assessment of the functional structure of microbial communities. This might allow significant progress in measuring functional microbial diversity and ultimately in our ability to predict consequences of biodiversity loss in the decomposer system for biogeochemical processes.

RésuméDans un contexte mondial de perte de diversité biologique, les relations entre biodiversité et cycles biogéochimiques ont suscité un intérêt croissant auprès de la communauté scientifique. Dans cet article, nous discutons l’état de l’art, les challenges et les perspectives relatifs aux concepts de diversité fonctionnelle des litières végétales et de leurs décomposeurs microbiens. Nous évaluons également si ces concepts permettent de mieux comprendre comment la biodiversité explique la décomposition en tant que processus clef du cycle du carbone et des nutriments dans les écosystèmes terrestres. Une étude bibliographique sur le sujet montre que la diversité des litières végétales et des décomposeurs microbiens est importante pour la décomposition, mais que la diversité basée sur le nombre de taxons présents est peu pertinente et souvent moins informative que leur diversité basée sur des critères fonctionnels. Malgré des traits fonctionnels facilement accessibles et un cadre théorique bien établi en ce qui concerne la diversité des litières végétales, l’impact de la diversité fonctionnelle des litières sur la décomposition n’a été que peu exploré. Une approche fonctionnelle de la diversité microbienne reste, quant à elle, un challenge important pour prendre en compte cette diversité. Dans cette optique, les récents développements méthodologiques (puces à ADN, métagénomique) offrent des perspectives prometteuses pour caractériser la diversité microbienne fonctionnelle et, au final, mieux appréhender les conséquences de pertes de biodiversité sur les processus biogéochimiques qui contrôlent la décomposition.