El calentamiento global está calentando el Ártico más rápido que el resto del planeta. Svalbard, un archipiélago al norte de Noruega, se está calentando incluso más rápido que el resto del Ártico, lo que lo convierte en un “canario en una mina de carbón” para la investigación del cambio climático.
por el Departamento de Energía de EE.UU.
Un estudio publicado en Frontiers in Microbiology investigó cómo los genes, las enzimas y los cultivos microbianos interactúan con el carbono almacenado en los suelos de Svalbard.
El estudio observó que los microbios del Ártico pueden producir enzimas capaces de degradar los compuestos de carbono que se encuentran en los suelos del Ártico. Estas enzimas también funcionan bien a baja temperatura. Además, el estudio encontró evidencia de que los microbios del suelo del Ártico tienen la capacidad de absorber dióxido de carbono (CO 2 ). Por lo tanto, están bien adaptados para aprovechar las condiciones de descongelación del permafrost .
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Las comunidades microbianas del suelo juegan un papel central en la respuesta del ecosistema al rápido deshielo del permafrost en el Ártico. Este estudio demostró que los microbios están equipados para responder a este cambio al degradar una amplia gama de tipos de carbono del suelo. Esta actividad libera carbono del suelo a la atmósfera. Sin embargo, algunos también son capaces de consumir dióxido de carbono , eliminando parte de él de la atmósfera. Esto significa que los microbios de la capa activa del permafrost pueden responder rápidamente al cambio climático, lo que lleva a una participación activa en los bucles de retroalimentación de las emisiones de CO 2 entre las temperaturas más cálidas y el ciclo del carbono en las regiones más al norte y al sur de la Tierra.
Las mediciones muestran que la capa activa de permafrost en Ny Ålesund, Svalbard (79 grados de latitud norte) alrededor del río Bayelva en la morrena del glaciar Leirhaugen es un pequeño sumidero neto de carbono a punto de convertirse en una fuente de carbono . En muchos ecosistemas que dominan el permafrost, los investigadores han demostrado que los microbios en las capas activas impulsan la degradación de la materia orgánica y la producción de gases de efecto invernadero, creando una retroalimentación positiva sobre el cambio climático. Sin embargo, los metabolismos microbianos que vinculan los procesos geoquímicos ambientales y las poblaciones que los realizan no han sido completamente caracterizados.
Durante el estudio, investigadores de la Universidad de Tennessee, la Universidad de Princeton, el Instituto Alfred Wegener en Alemania y la Universidad Humboldt de Berlín utilizaron datos geoquímicos, enzimáticos e isotópicos combinados con experimentos en cultivos y bibliotecas metagenómicas de dos núcleos de suelo de capa activa ( BPF1 y BPF2). En relación con BPF1, BPF2 tenía mucha más materia orgánica lábil. Los valores de d13C para el carbono inorgánico no se correlacionaron con los del carbono orgánico en BPF2, lo que sugiere una respiración heterótrofa más baja. Un aumento en el d13C del carbono inorgánico con la profundidad refleja una señal autótrofa o una mezcla entre una fuente heterótrofa en la superficie y una fuente litotrófica en la profundidad. Actividad enzimática potencialde xilosidasa y N-acetil-bD-glucosaminidasa aumenta al doble a 15 grados C, en relación con 25 grados C, lo que indica una adaptación al frío en los cultivos y el suelo a granel.
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La actividad enzimática potencial de la leucina aminopeptidasa en suelos y cultivos fue dos órdenes de magnitud superior a la de otras enzimas probadas, lo que implica que los organismos utilizan la leucina como fuente de nitrógeno y carbono en este entorno limitado en nutrientes. Además de demostrar una gran variabilidad en las composiciones de carbono de los suelos de la capa activa del permafrost a solo 84 metros de distancia, los resultados sugieren que los microbios de la capa activa de Svalbard a menudo están limitados por la disponibilidad de nitrógeno o carbono orgánico y tienen adaptaciones al entorno actual y flexibilidad metabólica para adaptarse al calentamiento. climatizado.
Más información: Katie Sipes et al, Permafrost Active Layer Microbes from Ny Ålesund, Svalbard (79°N) muestran metabolismos autotróficos y heterotróficos con diversas enzimas degradantes de carbono,
Frontiers in Microbiology (2022). DOI: 10.3389/fmicb.2021.757812
