El cambio climático afecta sin duda a la mayoría de la vida en la Tierra. Y para entender cómo los seres humanos y otros especímenes en el planeta pueden resistir el cambio climático es vital incorporar el conocimiento de la mayoría invisible microbiana.
Se debe entender no solo cómo los microorganismos inciden en el cambio climático —incluida la producción y el consumo de Gases de Efecto Invernadero (GEI)—, sino también cómo estos se ven afectados por el mismo cambio climático y otras actividades humanas.
Y es que, como es conocido, la abundancia de los microorganismos tiene un rol fundamental en el mantenimiento de un ecosistema global saludable: sencillamente, el mundo microbiano constituye el sistema de soporte de la vida en la biosfera.
Si bien los efectos humanos sobre los microorganismos son menos evidentes y ciertamente menos caracterizados, una preocupación importante es que los cambios en la biodiversidad y actividades microbianas afectarán la resiliencia de todos los demás organismos y, por tanto, su capacidad para responder al cambio climático.
A pesar de que existen microorganismos con extraordinarias características para aminorar la cantidad de GEI, como el dióxido de carbono y el metano que se libera a la atmósfera, como los metanótrofos, existe otro grupo como el fitoplancton, responsable de la mayor parte de la transferencia de dióxido de carbono de la atmósfera al océano.
Investigación
Un estudio del Centro de Investigación Polar y Climática Byrd de la Universidad Estatal de Ohio, en Estados Unidos, reveló que los virus que infectan a los microbios contribuyen al cambio climático al desempeñar un papel clave en el ciclo del metano, un potente GEI, a través del medio ambiente.
El descubrimiento, afirma el microbiólogo ZhiPing Zhong, autor principal del estudio, añade una pieza vital para comprender mejor cómo interactúa y se mueve el metano dentro de diferentes ecosistemas.
“Resulta importante comprender cómo los microorganismos impulsan los procesos de metano”, agrega Zhong, cuya investigación examina cómo evolucionan los microbios en diversos entornos.
“Las contribuciones microbianas a los procesos metabólicos del metano se han estudiado durante décadas, pero la investigación en el campo viral aún está poco investigada y queremos aprender más”, asegura.
Efectos
Si bien los virus han ayudado a fomentar todos los procesos ecológicos, biogeoquímicos y evolutivos de la Tierra, apenas hace poco tiempo que los científicos han comenzado a explorar sus vínculos con el cambio climático.
Por ejemplo, el metano es el segundo mayor impulsor de emisiones de GEI, después del dióxido de carbono, pero es producido en gran medida por organismos unicelulares llamados arqueas.
“Los virus son la entidad biológica más abundante en la Tierra”, indica Matthew Sullivan, coautor del estudio y profesor de Microbiología en el Centro de Ciencias del Microbioma de Ohio. “Aquí ampliamos lo que sabemos sobre sus impactos agregando genes del ciclo del metano a la larga lista de genes metabólicos codificados por virus”.
El equipo de científicos trató de responder qué parte de los virus del metabolismo microbiano realmente se manipulan durante la infección.
Y es que si bien ahora se reconoce el papel vital que desempeñan los microbios en la aceleración del calentamiento atmosférico, se sabe poco sobre cómo los genes relacionados con el metabolismo del metano codificados por los virus que infectan a estos microbios influyen en la producción del propio metano.
Resolver este problema es lo que llevó a los investigadores a pasar casi una década recolectando y analizando muestras de ADN microbiano y viral de reservorios microbianos únicos.
Uno de los lugares más importantes que el equipo eligió para estudiar este fenómeno fue el lago Vrana, parte de una reserva natural protegida en Croacia. Dentro del sedimento del lago, rico en metano, los investigadores encontraron una gran cantidad de genes microbianos que afectan la producción y oxidación de metano.
Además, descubrieron diversas comunidades virales y 13 tipos de genes metabólicos auxiliares (AMG, por sus siglas en inglés) que ayudan a regular el metabolismo de su huésped. A pesar de esto, no encontraron alguna evidencia de que estos virus codifiquen directamente los genes del metabolismo del metano, lo que sugiere que el impacto potencial de los virus en el ciclo del metano varía según su hábitat, indica Zhong.
En general, el estudio reveló que es más probable que se encuentre una mayor cantidad de AMG del metabolismo del metano dentro de ambientes asociados al huésped, como el interior del estómago de una vaca, mientras que se encontraron menos de estos genes en hábitats ambientales, como en los sedimentos de los lagos. Dado que las vacas y otros animales también son responsables de generar alrededor de 40% de las emisiones globales de metano, su trabajo sugiere que la compleja relación entre los virus, los seres vivos y el medio ambiente en su conjunto puede ser más intrincadamente unida de lo que los científicos alguna vez pensaron.
El hallazgo, indica el estudio, es un primer paso para comprender los impactos virales en el cambio climático.
Principales GEI
El Protocolo de Kioto y el Acuerdo de París, cuyo objetivo es coordinar la respuesta global al cambio climático, recogen los siguientes siete Gases de Efecto Invernadero (GEI).
Dióxido de carbono (CO2) Es producido de forma natural por los animales durante la respiración y a través de la descomposición de la biomasa. Además, puede entrar en la atmósfera a través de la quema de combustibles fósiles y reacciones químicas. Durante la fotosíntesis, el proceso que convierte la luz solar en energía, las plantas lo eliminan de la atmósfera. Por tanto, los bosques desempeñan un papel importante en la captura de carbono.
Metano (CH4) Es un gas incoloro que constituye el principal componente del gas natural. Sus emisiones proceden de la producción y el transporte de carbón, gas natural y petróleo, así como de la ganadería y otras prácticas agrícolas,
Óxido nitroso (N2O) Este gas se produce como resultado de la acción microbiana en el suelo, el uso de fertilizantes que contienen nitrógeno, la quema de madera y la producción química. Se emite en actividades agrícolas e industriales.
Hidrofluorocarburos (HFC) Representan alrededor de 90% de las emisiones de gases fluorados. Se utilizan sobre todo para absorber calor en frigoríficos, congeladores, aparatos de aire acondicionado y bombas de calor, así como en sprays para el asma y aerosoles técnicos, agentes espumantes y extintores.
Perfluorocarburos (PFC) Son compuestos artificiales utilizados habitualmente en los procesos de fabricación industrial.
Hexafluoruro de azufre (SF6) Este gas se suele utilizar en el aislamiento de líneas eléctricas.
Trifluoruro de nitrógeno (NF3) Se utiliza como gas de “limpieza de cámaras” en los procesos de producción para limpiar las acumulaciones no deseadas en las piezas de microprocesadores y circuitos a medida que se construyen.
Fuente: ONU