Una nueva investigación encuentra que un clima más cálido podría cambiar 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 resultados se publican en ecología funcional.
Los microbios heterótrofos 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 heterótrofos ganan energía en respuesta al calentamiento, los investigadores de la Universidad de Duke y UC Santa Barbara descubrieron que, en condiciones de calentamiento, los microbios heterótrofos pasan de ser sumideros de carbono a emisores de carbono.
Los resultados significan que a medida que aumentan las temperaturas, estas comunidades microbianas extremadamente abundantes pueden cambiar de un efecto de enfriamiento neto en el planeta a un efecto de calentamiento neto.
El Dr. Daniel Wiczynski, de la Universidad de Duke y autor principal del estudio, dijo: «Nuestros hallazgos revelan que los microbios promiscuos juegan un papel más importante de lo que se pensaba en las respuestas de los ecosistemas al cambio climático. Al convertir las comunidades microbianas en fuentes netas de dióxido de carbono en respuesta al calentamiento, El calentamiento puede Los materiales mixtos aceleran aún más el calentamiento al crear un ciclo de retroalimentación positiva entre la biosfera y la atmósfera”.
La Dra. Holly Mueller de la Universidad de California en Santa Bárbara y coautora del estudio agregó: «Debido a que las células híbridas pueden capturar y emitir dióxido de carbono, son como ‘interruptores’ que pueden ayudar a reducir o exacerbar el cambio climático. Estos errores son pequeños , pero su impacto puede aumentar». De hecho. Necesitamos modelos como este para entender cómo hacerlo».
El Dr. Jean-Philippe Gibert de la Universidad de Duke y otro coautor del estudio dijo: «Los últimos modelos predictivos para el cambio climático a largo plazo actualmente solo explican la influencia microbiana de una manera severamente reducida, parcial o, a veces, completamente incorrecta. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de una investigación como esta». Para mejorar nuestra comprensión más amplia de los controles vitales sobre los procesos de la atmósfera terrestre».
sistema de alerta temprana
El modelo de los investigadores también reveló que antes de que las comunidades de microbios de alimentación mixta comiencen a emitir dióxido de carbono, su abundancia comienza a fluctuar drásticamente. La detección de estos cambios en la naturaleza mediante la observación de la abundancia de microbios que se alimentan de forma mixta ofrece la esperanza de que estos microbios puedan actuar como señales de alerta temprana de puntos de inflexión en el cambio climático.
El Dr. Wieczynski dijo: «Estos microbios pueden actuar como indicadores tempranos de los efectos catastróficos del rápido cambio climático, lo cual es particularmente importante en los ecosistemas que actualmente son importantes sumideros de carbono, como las turberas, donde las mezclas de nutrientes son abundantes».
Sin embargo, los investigadores también descubrieron que estas señales de alerta temprana se pueden silenciar aumentando los nutrientes como el nitrógeno en el medio ambiente, que generalmente resulta de la escorrentía de las instalaciones agrícolas y de tratamiento de aguas residuales.
Cuando se incluyeron cantidades más grandes de estos nutrientes en las simulaciones, los investigadores encontraron que el rango de temperaturas en el que ocurren fluctuaciones alarmantes comienza a reducirse hasta que la señal finalmente desaparece y se alcanza el punto de inflexión sin previo aviso.
«Será difícil detectar estas señales de advertencia. Especialmente si se vuelven más sutiles con la contaminación de nutrientes». dijo «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 temperaturas 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 bajar de dos a cuatro grados antes de finales de este siglo.
Los investigadores advirtieron que el modelo matemático utilizado en el estudio se basó en evidencia empírica limitada para investigar los efectos del calentamiento en las comunidades microbianas. El Dr. Wieczynski dijo: «Aunque los modelos son herramientas poderosas, los resultados teóricos deben probarse empíricamente en última instancia. Abogamos firmemente por más pruebas experimentales y de observación de nuestros resultados».
más información:
Daniel Wieczynski et al., Los microbios mixótrofos crean puntos de inflexión de carbono bajo el calentamiento, ecología funcional (2023). DOI: 10.1111 / 1365-2435.14350
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