Este cambio en las comunidades microbianas abundantes a nivel mundial podría desencadenar puntos de inflexión del cambio climático. Los hallazgos publicados en un estudio de la revista Functional Ecology
Los efectos del calentamiento global no dejan de estudiarse al detalle y, a medida que la ciencia se adentra, localiza nuevas preocupaciones en torno a sus efectos y cómo puede, incluso, retroalimentarse.
De hecho, una nueva investigación a cargo de tres especialistas de la Universidad de Duke, en Durham y de la Universidad de California en Santa Bárbara, ambas en Estados Unidos, 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 acaban de publicarse en Functional Ecology. Los microbios mixotróficos son organismos que pueden alternar entre hacer la fotosíntesis como las plantas (absorbiendo dióxido de carbono) y comer como los animales (liberándolo). 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 descubrieron que, en condiciones de calentamiento, los pasan de ser sumideros de carbono a emisores.
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.
Daniel Wieczynski de la Universidad de Duke y autor principal del estudio afirmó que: “Los hallazgos revelan que estos microbios 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 mixótrofos podrían acelerar aún más el calentamiento al crear un ciclo de retroalimentación positiva entre la biosfera y la atmósfera”.
De absorber a emitir
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 insectos son diminutos, pero sus impactos realmente pueden escalar. Necesitamos modelos como este para entender cómo”.
Para Jean-Philippe Gibert, de la Universidad de Duke y otro coautor del estudio: “Actualmente, los modelos predictivos de última generación del cambio climático a largo plazo solo dan cuenta de la acción microbiana de forma extremadamente reductiva, parcial o, a veces, simplemente de manera equivocada. Por lo tanto, una investigación como esta es muy necesaria para tener una comprensión más amplia de los controles bióticos en los procesos atmosféricos de la Tierra”. 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.
Estas modificaciones podrían detectarse en la naturaleza al monitorear la cantidad de microbios mixotróficos y ofrece la esperanza de que puedan actuar como señales de alerta temprana para los puntos de inflexión del cambio climático. “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”, completó Wieczynski.
Sin embargo, los especialistas 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 el agua de lluvia que se desliza desde los espacios de 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. 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” explicó Moeller. 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. “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”, concluyó Wieczynski.
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