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 del 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 pasan de ser sumideros de carbono a emisores de carbono.
Los hallazgos significan que a medida que aumentan las temperaturas, estas comunidades microbianas altamente abundantes podrían pasar de tener un efecto de enfriamiento neto en el planeta a un efecto de calentamiento neto.
Dr. Daniel Wieczynski, de la Universidad de Duke y autor principal del estudio, dijo: «Nuestros hallazgos revelan que los microbios mixotróficos son jugadores 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 mixotrofos podrían acelerar aún más el calentamiento mediante la creación de un ciclo de retroalimentación positiva entre la biosfera y la atmósfera».
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 podrían ayudar a reducir el cambio climático o empeorarlo. Estos bichos son diminutos , pero sus impactos realmente pueden escalar. Necesitamos modelos como este para entender cómo».
Dr. Jean-Philippe Gibert, de la Universidad de Duke y otro coautor del estudio, dijo que «los modelos predictivos de última generación del cambio climático a largo plazo actualmente solo dan cuenta de la acción microbiana de una manera extremadamente reductiva, parcial o, a veces, simplemente errónea». Por lo tanto, una investigación como esta es muy necesaria para mejorar nuestra comprensión más amplia de los controles bióticos en los procesos atmosféricos de la Tierra».
Un sistema de alerta temprana
El modelo de los investigadores también reveló que justo antes de que las comunidades de microbios mixotróficos cambien a emitir dióxido de carbono, su abundancia comienza a fluctuar enormemente. Estos cambios podrían detectarse 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.
Dr. 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 importantes sumideros de carbono como las turberas, donde los mixótrofos son muy abundantes».
Sin embargo, los investigadores también encontraron que estas señales de advertencia 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.
Cuando se incluyeron cantidades más altas de tales nutrientes en las simulaciones, los investigadores encontraron que el rango de temperaturas en las que ocurren las fluctuaciones reveladoras comienza a reducirse hasta que finalmente la señal desaparece y el punto de inflexión llega 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 intervalo de temperaturas de 4 grados, de 19 a 23 grados centígrados. Es probable que las temperaturas globales aumenten 1,5 grados centígrados por encima de los niveles preindustriales en 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 evidencia empírica limitada para investigar los efectos del calentamiento en las comunidades microbianas. Dr. Wieczynski dijo: «Aunque los modelos son herramientas poderosas, los resultados teóricos deben probarse empíricamente en última instancia. Recomendamos firmemente que se realicen más pruebas experimentales y observacionales de nuestros resultados».
Más información:
Daniel Wieczynski et al, Los microbios mixotróficos crean puntos de inflexión de carbono bajo el calentamiento, Ecología Funcional (2023). DOI: 10.1111/1365-2435.14350
Proporcionado por la Sociedad Ecológica Británica
Citación: El calentamiento del clima podría convertir a los microbios del plancton oceánico en emisores de carbono (1 de junio de 2023) consultado el 3 de junio de 2023 en https://phys.org/news/2023-05-climate-ocean-plankton-microbes-carbon.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.