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El clima más cálido podría convertir a los microbios del plancton oceánico en emisores de carbono

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El protista mixotrófico Paramecium bursaria puede comer bacterias o usar la fotosíntesis para obtener energía y carbono. La fotosíntesis tiene lugar dentro de las algas Chlorella endosimbióticas (esferas verdes) que viven dentro de las células P de bursaria. Crédito: Daniel Wieczynski

Una nueva investigación ha encontrado que un clima más cálido podría transformar las comunidades microbianas abundantes a nivel mundial de sumideros de carbono a emisores de carbono, lo que podría desencadenar puntos de inflexión en el cambio climático. Los hallazgos se publican en Ecología Funcional.

Los microbios mixotróficos son organismos que pueden alternar entre hacer la fotosíntesis como las plantas (absorbiendo dióxido de carbono) y comer como los animales (liberando dióxido de carbono). Son abundantes en todo el mundo, se encuentran comúnmente en ambientes marinos y de agua dulce, y se estima que constituyen la mayor parte del plancton marino.

Al desarrollar una simulación por computadora que modeló cómo los microbios mixotróficos adquieren energía en respuesta al calentamiento, los investigadores de la Universidad de Duke y la Universidad de California en Santa Bárbara descubrieron que, en condiciones de calentamiento, los microbios mixotróficos cambian de sumideros de carbono a emisores de carbono.

Los hallazgos significan que a medida que aumentan las temperaturas, estas comunidades microbianas altamente abundantes podrían cambiar de un efecto de enfriamiento neto en el planeta a un efecto de calentamiento neto.

el medico Daniel Wieczynski, de la Universidad de Duke y autor principal del estudio, dijo: «Nuestros hallazgos revelan que los microbios mixotróficos son actores mucho más importantes en las respuestas de los ecosistemas al cambio climático de lo que se pensaba anteriormente. Al convertir las comunidades microbianas en fuentes netas de dióxido de carbono en respuesta al calentamiento , los mixótrofos podrían acelerar aún más el calentamiento, creando un ciclo de retroalimentación positiva entre la biosfera y la atmósfera”.

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Dr. Holly Moeller, de la Universidad de California en Santa Bárbara y coautora del estudio, agregó: «Debido a que los mixótrofos pueden capturar y emitir dióxido de carbono, son como ‘interruptores’ que pueden ayudar a frenar el cambio climático o empeorarlo. Estos insectos son pequeños, pero sus impactos realmente pueden sumarse. Necesitamos modelos como este para entender cómo».

el medico Jean-Philippe Gibert, de la Universidad de Duke, y otro coautor del estudio, dijeron: «Los modelos predictivos de vanguardia del cambio climático a largo plazo actualmente solo representan la acción microbiana de manera extremadamente reductiva, parcial o, a veces, completamente errónea. Por lo tanto, investigaciones como esta son muy necesario para mejorar nuestra comprensión más amplia de los controles bióticos en los procesos atmosféricos de la Tierra».

El protista mixotrófico Paramecium bursaria puede comer bacterias o usar la fotosíntesis para obtener energía y carbono. La fotosíntesis tiene lugar dentro de las algas Chlorella endosimbióticas (esferas verdes) que viven dentro de las células P de bursaria. Crédito: Daniel Wieczynski, CC BY

Un sistema de alerta temprana

El modelo de los investigadores también reveló que justo antes de que las comunidades de microbios mixotróficos comiencen a emitir dióxido de carbono, su abundancia comienza a fluctuar enormemente. Estos cambios se pueden detectar en la naturaleza al monitorear la abundancia de microbios mixotróficos y ofrece la esperanza de que estos microbios puedan actuar como señales de alerta temprana para los puntos de inflexión del cambio climático.

el medico Wieczynski dijo: «Estos microbios pueden actuar como indicadores tempranos de los efectos catastróficos del rápido cambio climático, lo cual es especialmente importante en los ecosistemas que actualmente son grandes sumideros de carbono, como las turberas, donde los mixótrofos son muy abundantes».

Sin embargo, los investigadores también han descubierto que estas señales de alerta temprana pueden ser silenciadas por el aumento de nutrientes como el nitrógeno en el medio ambiente, generalmente causado por la escorrentía de la agricultura y las instalaciones de tratamiento de aguas residuales.

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Cuando se incluyeron cantidades más grandes de tales nutrientes en las simulaciones, los investigadores encontraron que el rango de temperaturas en las que ocurren las fluctuaciones del indicador comenzó a reducirse hasta que finalmente la señal desapareció y el punto de inflexión llegó sin advertencia aparente.

«Detectar estas señales de advertencia será un desafío. Especialmente si se vuelven más sutiles con la contaminación por nutrientes». Dijo el Dr. Möller. «Sin embargo, las implicaciones de perderlos son enormes. Podríamos terminar con ecosistemas en un estado mucho menos deseable, agregando gases de efecto invernadero a la atmósfera en lugar de eliminarlos».

En el estudio, los investigadores realizaron simulaciones utilizando un rango de temperatura de 4 grados, de 19 a 23 grados Celsius. Es probable que las temperaturas globales aumenten 1,5 grados centígrados por encima de los niveles preindustriales durante los próximos cinco años y están en camino de superar los 2 a 4 grados antes de finales de este siglo.

Los investigadores advierten que el modelo matemático utilizado en el estudio se basa en pruebas empíricas limitadas para investigar los efectos del calentamiento en las comunidades microbianas. el medico Wieczynski dijo: «Si bien los modelos son herramientas poderosas, los resultados teóricos deben probarse empíricamente. Recomendamos encarecidamente más pruebas experimentales y observacionales de nuestros resultados».

Mas informaciones:
Daniel Wieczynski et al, los microbios mixotróficos crean puntos de inflexión de carbono al calentarse, Ecología Funcional (2023). DOI: 10.1111/1365-2435.14350

Información del periódico:
Ecología Funcional


Prudencia Febo

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