Según un nuevo estudio, 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.
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 anegados y con poco oxígeno de las turberas tropicales en la selva amazónica del noroeste de Perú.
La nueva investigación muestra que estos microbios tienen un doble papel 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 en forma de gases de efecto invernadero, en particular 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, incluidas la sequía y el calentamiento, pueden desencadenar su actividad, acelerando el cambio climático global.
Y la continua alteración del ecosistema de turberas naturales causada por el hombre podría liberar 500 millones de toneladas de carbono para finales de siglo, aproximadamente el equivalente al 5% de las emisiones anuales de combustibles fósiles del mundo.
«El universo microbiano de las turberas del Amazonas 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 estas ecosistemas clave», dice Hinsby Cadillo Quiroz, autor correspondiente del nuevo estudio e investigador del Centro Biodesign Swette de Biotecnología Ambiental de ASU.
«Nuestro trabajo consiste en encontrar 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 de Microbiómica Fundamental y Aplicada y de la Facultad de Ciencias de la Vida de ASU. El colega de ASU Michael J. Pavia es el autor principal de la investigación.
El estudio, que aparece en la revista de la Sociedad Estadounidense de Microbiología. Espectro de microbiologíaenfatiza 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 y almacenan 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 el material orgánico 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.
Sobre la base de 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 ambientes 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. La cuenca, que abarca aproximadamente 100.000 kilómetros cuadrados, incluye vastas extensiones de selva tropical inundada y pantanos cubiertos de 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 en condiciones tanto ricas como pobres en oxígeno los hace muy adecuados 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, incluidas la deforestación y la minería, están alterando este delicado equilibrio, provocando que las turberas liberen gases de efecto invernadero como dióxido de carbono y metano.
Conexión climática
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 lluvia podrían secar estas turberas y convertirlas 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 urgente necesidad 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 alteraciones. Se necesita más investigación de las comunidades microbianas para comprender mejor sus funciones en el ciclo del carbono y los nutrientes.
También es necesario realizar un seguimiento de 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 mejora nuestra comprensión de la diversidad microbiana y subraya la resiliencia de la vida en ambientes extremos. Estos microbios representan una pieza clave del rompecabezas para abordar los desafíos climáticos globales, mostrando cómo los organismos más pequeños pueden tener un impacto enorme en los sistemas de la Tierra.
Esta investigación, apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias, marca un importante paso adelante en la comprensión del papel fundamental 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.
