El plancton puede pasar de sumidero a emisor de carbono por el clima
El calentamiento del clima puede hacer que las comunidades microbianas más abundantes a nivel mundial pasaran de ser sumideros de carbono a emisores de carbono, desencadenando puntos de inflexión.
El nuevo estudio, publicado en 'Functional Ecology', revela que, en un clima más cálido, el plancton oceánico y otros organismos unicelulares, conocidos como microbios mixotróficos, pueden pasar de ser sumideros de carbono a emisores de carbono.
La investigación también concluye que los cambios en el comportamiento de estos organismos justo antes de que cambien pueden actuar como una señal de alerta temprana para los puntos de inflexión del cambio climático.
Sin embargo, el aumento de los niveles de nutrientes en el medio ambiente, como el nitrógeno procedente de la escorrentía agrícola, puede silenciar estas señales de alerta.
Los microbios mixótrofos son organismos que pueden alternar entre la fotosíntesis como las plantas (absorben dióxido de carbono) y la alimentación como los animales (liberan dióxido de carbono). Abundan en todo el mundo, se encuentran en aguas dulces y marinas y se calcula que constituyen la mayor parte del plancton marino.
Investigadores de la Universidad de Duke y de la Universidad de California en Santa Bárbara han desarrollado una simulación por ordenador que muestra cómo los microbios mixótrofos adquieren energía en respuesta al calentamiento y han descubierto que, en condiciones de calentamiento, los microbios mixótrofos pasan de ser sumideros de carbono a emisores de carbono.
Esto significa que, a medida que aumenten las temperaturas, estas comunidades microbianas tan abundantes podrían pasar de tener un efecto neto de enfriamiento del planeta a tener un efecto neto de calentamiento.
El doctor Daniel Wieczynski, de la Universidad de Duke y autor principal del estudio, destaca que estos hallazgos "revelan que los microbios mixótrofos son actores mucho más importantes 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, los mixótrofos podrían acelerar aún más el calentamiento al crear un bucle de retroalimentación positiva entre la biosfera y la atmósfera", añade.
La doctora Holly Moeller, de la Universidad de California en Santa Bárbara y coautora del estudio, añade que, "como los mixótrofos pueden tanto capturar como emitir dióxido de carbono, son como "interruptores" que podrían ayudar a reducir el cambio climático o empeorarlo. Estos bichos son diminutos, pero su impacto puede ser muy grande. Necesitamos modelos como éste para entender cómo", afirma.
Por su parte, el doctor Jean-Philippe Gibert, de la Universidad de Duke y otro de los coautores del estudio, explica que "en la actualidad, los modelos más avanzados de predicción del cambio climático a largo plazo sólo tienen en cuenta la acción microbiana de forma extremadamente reductora, parcial o, a veces, errónea. Por tanto, investigaciones como ésta son muy necesarias para mejorar nuestra comprensión general de los controles bióticos sobre los procesos atmosféricos de la Tierra", añade.
El modelo de los investigadores también reveló que justo antes de que las comunidades de microbios mixotróficos pasen a emitir dióxido de carbono, su abundancia empieza a fluctuar de forma salvaje. Estos cambios podrían detectarse en la naturaleza mediante el seguimiento de la abundancia de microbios mixótrofos y ofrece la esperanza de que estos microbios puedan actuar como señales de alerta temprana de los puntos de inflexión del cambio climático.
Wieczynski destaca que "estos microbios podrían actuar como indicadores tempranos de los efectos catastróficos de un cambio climático rápido, lo que es especialmente importante en ecosistemas que actualmente son grandes sumideros de carbono, como las turberas, donde los mixótrofos son muy abundantes".
Sin embargo, los investigadores también descubrieron que estas señales de alerta temprana pueden quedar silenciadas por el aumento de nutrientes como el nitrógeno en el medio ambiente, normalmente causado por la escorrentía de la agricultura y las instalaciones de tratamiento de aguas residuales.
Cuando se incluyeron en las simulaciones cantidades más elevadas de esos nutrientes, los investigadores descubrieron que el intervalo de temperaturas en el que se producían las fluctuaciones reveladoras empezaba a reducirse hasta que, finalmente, la señal desaparecía y el punto de inflexión llegaba sin aviso aparente.
"Detectar estas señales de alarma va a ser todo un reto. Sobre todo si se hacen más sutiles con la contaminación por nutrientes --afirma la doctora Moeller--. Sin embargo, las consecuencias de no detectarlas son enormes. Podríamos acabar con ecosistemas en un estado mucho menos deseable, añadiendo 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 la temperatura mundial aumente 1,5 grados centígrados por encima de los niveles preindustriales en los próximos cinco años y que supere los 2 a 4 grados antes de finales de siglo.
Así, advierten de que la modelización matemática utilizada en el estudio se basa en pruebas empíricas limitadas 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 --apunta Wieczynski--. Abogamos firmemente por que se realicen más pruebas experimentales y observacionales de nuestros resultados".
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