La Potencial viabilidad de la actividad microbiológica del permafrost y su adaptación al cambio climático

Fuente: Colaje Imágenes Google

Permafrost, y Criosuelos o Gelisuelos son temas sobre los que ya os hemos escrito en numerosos posts (ver relación al final de éste). Y podríamos haber redactado muchos más. Sin embargo, el tema es más complejo de lo que parece. Existe varios tipos en cada una de estas tres categorías, mientras que el permafrost puede también ser de lo más variado, incluyendo los que se generan sobre algunas aguas a la horilla del mar, etc. La plétora de artículos y notas de prensa que aparecen en Internet es abrumadora y sus datos y conclusiones a menudo no coinciden, por cuanto tanta diversidad de taxones significa que atesoran propiedades diferentes y por lo tanto responden de manera distinta al calentamiento climático. Entender que muchos de los estudios ni tan siquiera disciernen entre los permafrost acuáticos y los terrestres, por lo que hablar ya de los distintos tipos de respuestas de Crisoles/Gelisoles son palabras mayores para todos aquellos que no desconocen el mundo de la edafología.

La nota de prensa y artículo que exponemos hoy me han sorprendido sobre manera, por cuanto no sé qué desean vender los autores. El Titulo de la noticia resulta ser: “Los microbios en los suelos árticos están preparados para reaccionar al cambio climático, mientras que la del artículo original: “Los microbios de capa activa del permafrost de Ny Ålesund, Svalbard (79°N) muestran metabolismos autótrofos y heterótrofos con diversas enzimas degradadoras de carbono. Puede entenderse que los “plumillas” o periodistas científicos, redacten titulares sencillos y llamativos con vistas a que el lector se interese por el tema. Es lógico, pero deben tener unos límites, como por ejemplo, que al menos hagan corresponder los contenidos de mensajes de noticia y artículo. Y como podéis observar en este caso, como en otros muchos ….. El problema se agudiza cuando los gabinetes de prensa hacen uso de la misma estratagema, actividad que se ha convertido en norma y es todavía más reprochable.

El mensaje de ambos es que la “Capa activa del permafrost” se encuentra microbiológicamente preparada para adaptarse al posible calentamiento de las temperaturas. No hablamos de los Crisoles/Gelisoles como entes edáficos, ya que si se deshielan hasta una determinada profundidad, dejan de serlo y pasan a formar parte de otros tipos de edafotaxa. La capa activa es la que se deshiela todos los veranos, estando expuesta a las inclemencias de la atmósfera que, en tal estación, puede alcanzar, según qué espacio geográfico, temperaturas diurnas altas. Sin embargo, reiteramos que pueden darse varias posibilidades. Como capa que se deshiela unos cuantos grados más o menos no va a afectar conspicuamente a su microbiología, ni tampoco significa que, de no elevarse mucho la temperatura, vuelvan a helarse en invierno a mayor profundidad. De una localidad en concreto, bajo condiciones ambientales específicas, no resulta admisible generalizar, de aquí que el título de la nota de prensa se me antoje, intencionadamente falaz.

Si suele soslayarse también que el suelo actúa como un amortiguador de las fluctuaciones de la temperatura atmosférica, por lo que tras los centímetros superficiales tales oscilaciones son mucho menores, al menos en bastantes ocasiones. Por otro lado, al parecer la indagación aborda un Gelisol/Criosol sobre suelos ácidos y bajo contenido en humus, cuando también los hay, por ejemplo, que atesoran abundante materia orgánica y enalgunos casos horizontes hísticos, (turbosos), aunque no alcancen la categoría de turberas (Histosoles), cuya respuesta al calentamiento “podría ser diferente”.

Pero el tema sigue resultándome desconcertante debido a que resulta dudoso que defender que las comunidades microbianas pueden responder adecuadamente al aumento de las temperaturas sea una noticia de relevancia internacional. De no ser así, si nos encontrásemos ante un notición. Quizás esté perdiendo mis desvencijados conocimientos acerca de la ecología microbiana. Sin embargo, yo me pregunto: ¿algún microbiólogo sensato dudaría de tal capacidad de tal respuesta?”. En consecuencia, se trata de una aportación científica menor que no debería ocupar espacio alguno en los noticieros de divulgación científica general. En fin, a los más versados en el tema algo les aportará. A mi personalmente no me dice nada más de que en bajo el imperio de la tecnociencia, hay que vender vino viejo en nuevas botellas, a toda velocidad. No se trata de publicar buenos artículos, sino de venderlos o que te los vendan bien. ¡Lamentable! Os dejo una relación de bastantes posts previos que nos informan muchísimo más que este espurio trabajo.

Cuidado con las generalizaciones vacuas, mucho cuidado………..

Juan José Ibáñez

Continúa……

Los microbios en los suelos árticos están preparados para reaccionar al cambio climático

por el Departamento de Energía de los Estados Unidos

Una nueva investigación encontró que los microbios del suelo en Svalbard están equipados para responder al cambio climático. Crédito: K. G. Lloyd, Universidad de Tennessee

El calentamiento global está calentando el Ártico más rápido que el resto del planeta. Svalbard, un archipiélago al norte de Noruega, se está calentando incluso más rápido que el resto del Ártico, lo que lo convierte en un «canario en una mina de carbón» para la investigación del cambio climático. Un estudio publicado en Frontiers in Microbiology ha investigado cómo los genes microbianos, las enzimas y los cultivos interactúan con el carbono almacenado en los suelos de Svalbard.

El estudio observó que los microbios del Ártico pueden producir enzimas capaces de degradar los compuestos de carbono que se encuentran en los suelos árticos. Estas enzimas también funcionan bien a baja temperatura. Además, el estudio encontró evidencia de que los microbios del suelo ártico tienen la capacidad de absorber dióxido de carbono (CO₂). Por lo tanto, están bien adaptados para aprovechar las condiciones de deshielo del permafrost.

Las comunidades microbianas del suelo desempeñan un papel central en la respuesta del ecosistema al rápido deshielo del permafrost en el Ártico. Este estudio demostró que los microbios están equipados para responder a este cambio degradando una amplia gama de tipos de carbono del suelo. Esta actividad libera carbono del suelo a la atmósfera. Sin embargo, algunos también son capaces de consumir dióxido de carbono, eliminando parte de él de la atmósfera. Esto significa que los microbios de la capa activa del permafrost pueden responder rápidamente al cambio climático, lo que lleva a la participación activa en el CO₂ ciclos de retroalimentación de emisiones entre temperaturas más cálidas y el ciclo del carbono en las regiones del extremo norte y sur de la Tierra.

Las mediciones muestran que la capa activa de permafrost en Ny Ålesund, Svalbard (79 grados de latitud norte) alrededor del río Bayelva en la morrena glaciar de Leirhaugen es un pequeño sumidero neto de carbono a punto de convertirse en una fuente de carbono. En muchos ecosistemas que dominan el permafrost, los investigadores han demostrado que los microbios en las capas activas impulsan la degradación de la materia orgánica y la producción de gases de efecto invernadero, creando una retroalimentación positiva sobre el cambio climático. Sin embargo, los metabolismos microbianos que vinculan los procesos geoquímicos ambientales y las poblaciones que los realizan no se han caracterizado completamente.

Durante el estudio, investigadores de la Universidad de Tennessee, la Universidad de Princeton, el Instituto Alfred Wegener en Alemania y la Universidad Humboldt de Berlín utilizaron datos geoquímicos, enzimáticos e isotópicos emparejados con experimentos sobre cultivos y bibliotecas metagenómicas de dos núcleos de suelo de capa activa (BPF1 y BPF2). En relación con BPF1, BPF2 tenía mucha más materia orgánica lábil. Los valores de d13C para el carbono inorgánico no se correlacionaron con los del carbono orgánico en BPF2, lo que sugiere una menor respiración heterótrofa. Un aumento en el d13C de carbono inorgánico con profundidad refleja una señal autótrofa o mezcla entre una fuente heterótrofa en la superficie y una fuente litotrófica en profundidad. La actividad enzimática potencial de la xilosidasa y la N-acetil-b-D-glucosaminidasa aumenta dos veces a 15 grados C, en relación con 25 grados C, lo que indica una adaptación al frío en los cultivos y el suelo a granel.

La actividad enzimática potencial de la leucina aminopeptidasa en suelos y cultivos fue dos órdenes de magnitud más alta que otras enzimas probadas, lo que implica que los organismos usan leucina como fuente de nitrógeno y carbono en este ambiente limitado en nutrientes. Además de demostrar una gran variabilidad en las composiciones de carbono de los suelos de la capa activa de permafrost a solo 84 metros de distancia, los resultados sugieren que los microbios de la capa activa de Svalbard a menudo están limitados por la disponibilidad de carbono orgánico o nitrógeno y tienen adaptaciones al entorno actual y flexibilidad metabólica para adaptarse al clima más cálido.

Explora más

La pérdida de carbono del permafrost reduce la estabilidad microbiana

Más información: Katie Sipes et al, Permafrost Active Layer Microbes from Ny Ålesund, Svalbard (79°N) Show Autotrophic and Heterotrophic Metabolisms with Diverse Carbon-Degrading Enzymes, Frontiers in Microbiology (2022). DOI: 10.3389/fmicb.2021.757812

Información de la revista: Frontiers in Microbiology

Caracterización del permafrost y la capa activa en la región …

Los microbios de capa activa del permafrost de Ny Ålesund, Svalbard (79°N) muestran metabolismos autótrofos y heterótrofos con diversas enzimas degradadoras de carbono

La capa activa de permafrost en Ny Ålesund, Svalbard (79 ° N) alrededor del río Bayelva en la morrena glaciar de Leirhaugen se mide como un pequeño sumidero neto de carbono a punto de convertirse en una fuente de carbono. En muchos ecosistemas que dominan el permafrost, se ha demostrado que los microbios en las capas activas impulsan la degradación de la materia orgánica y la producción de gases de efecto invernadero, creando comentarios positivos sobre el cambio climático. Sin embargo, los metabolismos microbianos que vinculan los procesos geoquímicos ambientales y las poblaciones que los realizan no se han caracterizado completamente. En este artículo, presentamos datos geoquímicos, enzimáticos e isotópicos emparejados con 10 cultivos de Pseudomonas sp. y bibliotecas metagenómicas de dos núcleos de suelo de capa activa (BPF1 y BPF2) de Ny Ålesund, Svalbard, (79 ° N). En relación con BPF1, BPF2 tuvo relaciones C/N estadísticamente más altas (15 ± 1 para BPF1 vs. 29 ± 10 para BPF2; n = 30, p < 10^–5), carbono orgánico estadísticamente menor (2% ± 0,6% para BPF1 vs. 1,6% ± 0,4% para BPF2, p < 0,02), nitrógeno estadísticamente menor (0,1% ± 0,03% para BPF1 vs. 0,07% ± 0,02% para BPF2, p < 10 ^–6). El d¹³Los valores de C para el carbono inorgánico no se correlacionaron con los del carbono orgánico en BPF2, lo que sugiere una respiración heterótrofa más baja. Un aumento en el δ¹³C de carbono inorgánico con profundidad refleja una señal autótrofa o una mezcla entre una fuente heterótrofa en la superficie y una fuente litotrófica en profundidad. La actividad enzimática potencial de la xilosidasa y la N-acetil-β-D-glucosaminidasa aumenta dos veces a 15 ° C, en relación con 25 ° C, lo que indica una adaptación al frío en los cultivos y el suelo bruto. La actividad enzimática potencial de la leucina aminopeptidasa en suelos y cultivos fue dos órdenes de magnitud más alta que otras enzimas probadas, lo que implica que los organismos usan leucina como fuente de nitrógeno y carbono en este ambiente limitado en nutrientes. Además de demostrar una gran variabilidad en las composiciones de carbono de los suelos de capas activas de permafrost a solo ∼84 m de distancia, los resultados sugieren que los microbios de la capa activa de Svalbard a menudo están limitados por la disponibilidad de carbono orgánico o nitrógeno y tienen adaptaciones al entorno actual y flexibilidad metabólica para adaptarse al clima más cálido.