Un estudio encuentra nuevos microorganismos y subraya la urgente necesidad de proteger los humedales tropicales globales del impacto humano
DICYT Organismos complejos, miles de veces más pequeños que un grano de arena, pueden dar forma a ecosistemas masivos e influir en el destino del clima de la Tierra, según un nuevo estudio. Investigadores de la Universidad Estatal de Arizona, junto con sus colegas de la Universidad Nacional de la Amazonía Peruana, han identificado una familia desconocida de microbios adaptados de manera única a las condiciones de anegamiento y bajo oxígeno de las turberas tropicales en la selva amazónica del noroeste de Perú.
La nueva investigación muestra que estos microbios tienen un papel doble en el ciclo del carbono y el potencial de moderar o intensificar el cambio climático. Este proceso puede estabilizar el carbono para su almacenamiento a largo plazo o liberarlo a la atmósfera como gases de efecto invernadero, particularmente CO2 y metano.
En condiciones estables, estos microbios permiten que las turberas actúen como vastos reservorios de carbono, secuestrando carbono y reduciendo los riesgos climáticos. Sin embargo, los cambios ambientales, como la sequía y el calentamiento, pueden desencadenar su actividad, acelerando el cambio climático global.
Y la continua alteración causada por el hombre del ecosistema natural de las turberas podría liberar 500 millones de toneladas de carbono para fines de siglo, aproximadamente el equivalente al 5% de las emisiones anuales de combustibles fósiles del mundo.
«El universo microbiano de las turberas amazónicas es vasto en el espacio y el tiempo, ha estado oculto por sus ubicaciones remotas y ha sido muy poco estudiado en sus contribuciones locales y globales, pero gracias a las asociaciones locales, ahora podemos visitar y estudiar estos ecosistemas clave», dice Hinsby Cadillo Quiroz, autor correspondiente del nuevo estudio e investigador del Centro Biodesign Swette para Biotecnología Ambiental en ASU.
«Nuestro trabajo está encontrando organismos increíbles adaptados a este entorno, y varios de ellos brindan servicios únicos e importantes, desde la estabilización o el reciclaje del carbono hasta la desintoxicación del monóxido de carbono y otros».
Cadillo-Quiroz también es investigador del Centro de Biodiseño para Microbiómica Fundamental y Aplicada y de la Facultad de Ciencias de la Vida de la ASU. Su colega Michael J. Pavia es el autor principal de la investigación.
El estudio, que aparece en la revista Microbiology Spectrum de la Sociedad Estadounidense de Microbiología, destaca la importancia de proteger las turberas tropicales para estabilizar uno de los sistemas de almacenamiento de carbono más importantes del planeta y subraya la sutil interacción entre la vida microbiana y la regulación climática global.
Por qué las turberas son cruciales para la estabilidad climática
Las turberas amazónicas se encuentran entre las bóvedas de carbono más grandes del planeta, almacenando aproximadamente 3.100 millones de toneladas de carbono en sus suelos densos y saturados, aproximadamente el doble del carbono almacenado en todos los bosques del mundo. Las turberas son fundamentales para el almacenamiento global de carbono porque sus condiciones de anegamiento ralentizan la descomposición, lo que permite que la materia orgánica se acumule durante miles de años. Estos ecosistemas desempeñan un papel crucial en la regulación de las emisiones de gases de efecto invernadero e influyen en los patrones climáticos globales.
Basándose en investigaciones anteriores, el estudio actual describe microbios recientemente identificados, parte del antiguo grupo Bathyarchaeia que forma una red compleja esencial para el funcionamiento de este ecosistema. El estudio destaca las notables capacidades de estos microorganismos para regular el ciclo del carbono en las turberas. A diferencia de la mayoría de los organismos, estos microbios pueden prosperar en condiciones extremas, incluidos entornos con poco o nada de oxígeno, gracias a su flexibilidad metabólica.
Los microbios se encuentran en la cuenca del antepaís Pastaza-Marañón, una turbera vital en la selva amazónica del noroeste de Perú. Abarcando aproximadamente 100.000 kilómetros cuadrados, la cuenca incluye vastas extensiones de selva tropical inundada y pantanos sustentados por turba antigua.
Estos microbios de las turberas consumen monóxido de carbono (metabolizando un gas tóxico para muchos organismos) y lo convierten en energía, reduciendo simultáneamente la toxicidad del carbono en el medio ambiente. Al descomponer los compuestos de carbono, producen hidrógeno y CO2 que otros microbios utilizan para generar metano. Su capacidad para sobrevivir tanto en condiciones ricas como pobres en oxígeno las hace muy adecuadas para los entornos amazónicos, donde los niveles de agua y la disponibilidad de oxígeno fluctúan a lo largo del año.
Sin embargo, los cambios en las precipitaciones, la temperatura y las actividades humanas, incluida la deforestación y la minería, están alterando este delicado equilibrio, lo que hace que las turberas liberen gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano.
Si bien las turberas tropicales actúan actualmente como sumideros de carbono, absorbiendo más carbono del que liberan, son cada vez más vulnerables al cambio climático. El aumento de las temperaturas y la alteración de los patrones de precipitaciones podrían secar estas turberas, convirtiéndolas en fuentes de carbono.
La liberación de miles de millones de toneladas de dióxido de carbono y metano de las turberas amplificaría significativamente el calentamiento global. Los hallazgos enfatizan la necesidad urgente de proteger las turberas tropicales de las actividades humanas y el estrés inducido por el clima.
Los investigadores abogan por una gestión sostenible de la tierra, incluida la reducción de la deforestación, el drenaje y las actividades mineras en las turberas para evitar perturbaciones. Se necesita una mayor investigación de las comunidades microbianas para comprender mejor sus funciones en el ciclo del carbono y los nutrientes.
También es necesario rastrear los cambios en la temperatura, las precipitaciones y la dinámica de los ecosistemas para predecir los impactos futuros en las turberas.
Nuevas direcciones
El descubrimiento de microbios de turberas altamente adaptables avanza nuestra comprensión de la diversidad microbiana y subraya la resiliencia de la vida en entornos extremos. Estos microbios representan una pieza clave del rompecabezas para abordar los desafíos climáticos globales, mostrando cómo los organismos más diminutos pueden tener un impacto descomunal en los sistemas de la Tierra.
Esta investigación, apoyada por la National Science Foundation, marca un importante paso adelante en la comprensión del papel crítico de las turberas tropicales y sus habitantes microbianos en el ciclo global del carbono. A medida que el cambio climático continúa remodelando nuestro planeta, estos ecosistemas ocultos contienen lecciones que pueden ayudar a salvaguardar nuestro futuro.
Cadillo-Quiroz y su equipo planean utilizar este conocimiento microbiano y ecológico para la gestión y restauración de las turberas tropicales en su trabajo futuro, que puede consultarse aquí.
“Trabajar para comprender los microbios y los ecosistemas en la exuberante y magnífica selva amazónica es el honor de mi vida, que pretendo utilizar en la protección de esta región en la lucha contra el cambio climático”, afirma Cadillo-Quiroz.
