Una investigación realizada en el estuario del río Yangtsé, en China, comprobó que las madrigueras favorecen a microorganismos capaces de consumir metano antes de que el gas llegue a la atmósfera.
Redactor: Santiago Duarte
Editor: Karem Díaz S.
Las madrigueras excavadas por los cangrejos pueden aumentar de manera considerable la capacidad natural de los humedales costeros para consumir metano antes de que este potente gas de efecto invernadero alcance la atmósfera.
El hallazgo procede de un estudio realizado en China y publicado en la revista científica Environmental Science & Technology. La investigación examinó cómo los túneles construidos por estos animales modifican las condiciones químicas y microbiológicas de los sedimentos en una llanura intermareal.
Los humedales constituyen una fuente natural importante de metano, pero no todo el gas producido en sus sedimentos escapa al aire. Parte es utilizada como fuente de energía por comunidades de microorganismos antes de alcanzar la superficie.
Este equilibrio es relevante para comprender el funcionamiento de los humedales costeros y sus emisiones de metano, cuya magnitud depende de factores como la temperatura, la salinidad, la disponibilidad de oxígeno, la composición del suelo y la actividad microbiana.
Un debate sobre el efecto de los cangrejos
Durante los últimos años, los científicos han debatido si la actividad de los cangrejos aumenta, reduce o no produce cambios importantes en la cantidad de metano liberada por los humedales.
El gas no es generado directamente por los cangrejos. Su origen se encuentra principalmente en microorganismos que viven en zonas profundas del lodo, donde la disponibilidad de oxígeno es limitada.
También se conocía que otras comunidades microbianas pueden consumir el metano y transformarlo antes de que abandone el sedimento. Sin embargo, no estaba claro de qué manera las excavaciones realizadas por los cangrejos influían sobre esos microorganismos y sobre el balance final del gas.
Los cangrejos construyen sus túneles para encontrar refugio, protegerse de depredadores y regular su exposición a cambios de temperatura. Al hacerlo, remueven el sedimento y crean conductos que conectan diferentes capas del suelo con el agua y el aire.
Cerca de 200 madrigueras analizadas en China
Para estudiar este proceso, los investigadores examinaron cerca de 200 madrigueras de cangrejos en una llanura intermareal de la isla de Chongming, situada en el estuario del río Yangtsé, en China.
El equipo tomó muestras de sedimento a diferentes profundidades y distancias de las paredes de los túneles. Los resultados fueron comparados con muestras de lodo obtenidas en sectores cercanos donde la actividad de los cangrejos era mínima.
Esta comparación permitió determinar qué cambios podían atribuirse específicamente a las madrigueras y cuáles correspondían a las condiciones generales del humedal.
El trabajo se concentró en las zonas sin vegetación de las llanuras de marea. Estos ambientes se cubren y quedan expuestos alternativamente como resultado del movimiento de las mareas, lo que genera variaciones continuas en la presencia de agua, oxígeno, sales y nutrientes.
Metano marcado para seguir su transformación
Durante los experimentos de laboratorio, los científicos introdujeron en las muestras una versión de metano marcada con carbono-13, un isótopo más pesado que permitió seguir el recorrido del carbono durante el proceso microbiano.
El equipo midió cuánto carbono procedente de ese metano era convertido en dióxido de carbono. De esta manera, pudo calcular la capacidad potencial del sedimento para consumir el gas.
Los investigadores también analizaron la composición química del lodo y estudiaron el ADN microbiano para identificar las comunidades responsables de la oxidación del metano.
Este tipo de procesos también ha sido documentado en otros ambientes acuáticos. En Dinamarca, por ejemplo, se comprobó que ciertos microorganismos presentes en sedimentos de agua dulce consumen metano utilizando sulfato, hierro y componentes naturales de la materia orgánica.
Mayor consumo cerca de las paredes
Los resultados mostraron que las madrigueras aumentaban significativamente la capacidad natural del lodo para oxidar metano. El efecto se produjo tanto mediante procesos que requieren oxígeno como a través de mecanismos desarrollados en condiciones anaeróbicas.
La actividad fue más intensa cerca de las paredes de los túneles y, en términos generales, disminuyó a medida que aumentaba la distancia hacia el sedimento circundante.
La arquitectura tridimensional de las madrigueras fue identificada como uno de los factores determinantes. Los túneles crean una amplia superficie de contacto dentro del lodo y forman microambientes con condiciones químicas diferentes.
El proceso de excavación y transformación del sedimento realizado por los animales se conoce como bioturbación. En este caso, la bioturbación de los cangrejos modificó la distribución del oxígeno y de varios compuestos utilizados por los microorganismos.
Microbios que utilizan oxígeno, sulfato y nitrógeno
Las madrigueras favorecieron la presencia de distintos grupos de microorganismos consumidores de metano. Algunas comunidades funcionan en ambientes con oxígeno, mientras que otras pueden desarrollar su actividad en zonas donde este elemento está ausente.
Los túneles también facilitaron la disponibilidad de diferentes sustancias necesarias para las reacciones microbianas. Entre ellas se encontraban el sulfato aportado por el agua salada y compuestos como el nitrato y el nitrito, procedentes de los nutrientes presentes en el lodo.
Esta diversidad de vías metabólicas permite que el consumo de metano continúe bajo condiciones diferentes dentro de una misma madriguera. Algunas zonas pueden estar temporalmente oxigenadas, mientras otras permanecen sin oxígeno.
La influencia de las comunidades microbianas resulta central para determinar si un ecosistema actúa principalmente como fuente o como consumidor parcial de metano. En la Amazonia, cambios extremos de temperatura y humedad también pueden alterar la relación entre los microorganismos que producen y capturan metano.
Una estimación para las llanuras intermareales de China
Los investigadores calcularon el posible alcance del proceso en las llanuras intermareales sin vegetación de China. Sus estimaciones indican que la actividad microbiana favorecida por las madrigueras podría consumir alrededor de 1,15 gigagramos de metano al año.
Esa cantidad equivale aproximadamente a 1.150 toneladas métricas del gas. Los autores advirtieron que se trata de una estimación y no de una medición directa de todo el territorio costero chino.
La cifra, sin embargo, muestra que la actividad de los cangrejos podría tener una influencia relevante cuando el efecto de numerosas madrigueras se proyecta a escala de ecosistema.
El resultado añade complejidad a la evaluación climática de los humedales. Estos ambientes pueden producir metano en sus capas anóxicas, pero también alojan microorganismos capaces de eliminar una parte del gas antes de que sea liberado.
La fauna también modifica el balance de gases
Los hallazgos demuestran que el balance de metano de un humedal no depende únicamente de sus plantas, microorganismos o características químicas. La actividad física de los animales también puede transformar el funcionamiento del sedimento.
Al excavar, los cangrejos modifican la estructura del suelo y crean espacios donde coinciden diferentes fuentes de energía y comunidades microbianas. Esta interacción favorece procesos aeróbicos y anaeróbicos que normalmente estarían separados en capas más definidas.
La investigación no establece que las madrigueras eliminen completamente las emisiones del humedal. Su principal aporte consiste en demostrar que estos túneles aumentan el potencial de oxidación del metano dentro del sedimento.
El estudio también refuerza la necesidad de representar con mayor detalle los procesos biológicos cuando se calcula la contribución climática de los humedales. Estos ecosistemas no funcionan exclusivamente como fuentes de gases de efecto invernadero, sino como sistemas donde la producción y el consumo ocurren simultáneamente.
La protección de los humedales debe considerar esa multiplicidad de funciones. Otros trabajos han comprobado que los humedales restaurados pueden recuperar funciones climáticas e hídricas, además de mejorar la retención de nutrientes y la resiliencia frente a periodos de sequía.
Fuente(s) referenciales
Phys.org: Crab-dug tunnels boost methane-eating microbes in coastal wetlands, study finds
