A pesar de ser pequeños, los microbios, y especialmente las bacterias, contribuyen mucho al ciclo global del carbono y su movimiento en diversas formas a través de la naturaleza. Su nivel en la atmósfera, y por tanto su influencia en el cambio climático, está controlado por una serie de fuentes y sumideros, como son la respiración y la fotosíntesis, respectivamente.
Ahora, una nueva investigación de científicos del Imperial College London y la Universidad de Exeter ha demostrado que, cuando se calientan, las comunidades bacterianas que han madurado para cooperar liberan más dióxido de carbono (CO2) que las comunidades que compiten entre sí. Los resultados se publicaron en Nature Microbiology.
El coautor Tom Clegg, quien dirigió el desarrollo de la teoría del Departamento de Ciencias de la Vida (Silwood Park) en el Imperial College, declaró: “Nuestros hallazgos tienen implicaciones de gran alcance dadas las contribuciones significativas que las comunidades bacterianas hacen al ciclo del carbono”.
“Demostramos que los cambios en las interacciones de las especies bacterianas pueden aumentar rápida y sustancialmente las emisiones de carbono de los ecosistemas naturales en todo el mundo”, agregó.
Obtener y liberar aire
Las bacterias, como los seres humanos, respiran, toman oxígeno y liberan dióxido de carbono. De los muchos factores que controlan su nivel de respiración, la temperatura es particularmente importante. Entre ellas forman comunidades de diferentes especies en todos los entornos habitables, incluidos el suelo, los charcos y los intestinos humanos.
Cuando las comunidades se forman por primera vez, las especies bacterianas a menudo son competitivas: cada una trata de obtener los mejores recursos. Sin embargo, con el tiempo, maduran para cooperar facilitando el uso de los recursos de las demás.
En este escenario, cada especie juega un papel en la comunidad que asegura su salud general, por ejemplo, varias especies trabajan juntas para descomponer la hojarasca para acceder a los nutrientes. Anteriormente, los investigadores habían asumido que la respuesta de las comunidades bacterianas al aumento de las temperaturas se rige principalmente por los cambios en el metabolismo de las especies individuales: a medida que el ambiente se calienta, las células individuales tienen que respirar más rápido para sobrevivir.
Sin embargo, el equipo detrás del nuevo artículo quería probar si el nivel de cooperación en la comunidad cambiaba esta imagen. Para ello construyeron un modelo matemático que mostró que las comunidades cooperativas son más sensibles al calentamiento, lo que significa que a medida que aumentan las temperaturas, liberan CO2 a un ritmo acelerado. El equipo probó su modelo en experimentos de laboratorio con comunidades de corrientes geotérmicas en Islandia, lo que mostró que un cambio de competencia a facilitación provocó un aumento del 60% en la sensibilidad de la respiración de la comunidad al calentamiento.
Francisca García, del Instituto de Medio Ambiente y Sostenibilidad de la Universidad de Exeter, indicó: “Los investigadores deberían incorporar este fenómeno en los modelos, ya que tiene el potencial de mejorar sustancialmente la precisión de las predicciones sobre los efectos del cambio climático actual y futuro y sobre el ciclo global del carbono”.
“De hecho, nuevas comunidades bacterianas se están reuniendo en el derretimiento de los glaciares y el permafrost impulsadas por el cambio climático, y a medida que se vuelvan más cooperativas, esto probablemente amplificará las emisiones de carbono de estos entornos que cambian rápidamente”, concluyó la especialista.
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