Los hongos microscópicos aumentan el almacenamiento de carbono en el suelo en paisajes recién formados por el derretimiento de los glaciares árticos

Los glaciares árticos que se están derritiendo están en rápida recesión y organismos microscópicos colonizan los paisajes recientemente expuestos. El Dr. James Bradley, lector honorario de Biogeoquímica del Ártico en la Facultad de Ciencias Biológicas y del Comportamiento de la Universidad Queen Mary de Londres, y su equipo, revelaron que la levadura desempeña un papel importante en la formación del suelo en el Ártico después del derretimiento de los glaciares.

Aproximadamente el 10% de la superficie terrestre de la Tierra está cubierta por hielo glacial. Sin embargo, los glaciares están retrocediendo cada vez más rápidamente debido al calentamiento global. Al hacerlo, exponen nuevos paisajes que, durante miles de años, han estado cubiertos de hielo. Una vez que el hielo glacial desaparece, formas de vida microscópicas colonizan el lecho de roca ahora accesible, acumulando nutrientes y formando nuevos suelos y ecosistemas. Dado que el suelo puede ser una importante reserva de carbono en las circunstancias adecuadas, cómo se forma exactamente el nuevo suelo después del derretimiento de los glaciares es una cuestión de gran relevancia científica y social.

Para estudiar la formación del suelo ártico, un equipo dirigido por el Dr. Bradley viajó a Svalbard, un archipiélago de islas aproximadamente a medio camino entre el Polo Norte y la costa norte de Noruega, y muy por encima del círculo polar ártico. Aquí el clima se está calentando siete veces más rápido que en el resto del mundo y los glaciares están retrocediendo rápidamente. Los paisajes áridos expuestos ofrecen poco para sustentar cualquier forma de vida: el terreno rocoso está desprovisto de nutrientes, las temperaturas caen muy por debajo del punto de congelación durante meses y, debido a su alta latitud, hay una falta total de luz solar durante las heladas polares. noche de invierno. Los primeros colonizadores pioneros del terreno inhóspito son microorganismos como bacterias y hongos. Estos microbios determinan cuánto carbono y nitrógeno se puede almacenar en el suelo, pero se sabe muy poco sobre los procesos exactos detrás de esta estabilización de nutrientes a través de la actividad microbiana. Bradley y su equipo estudiaron este suelo para comprender mejor cómo los microbios contribuyen al proceso de formación del suelo cuando los glaciares desaparecen. Los resultados del estudio, en el que participaron otros investigadores de Alemania, Estados Unidos y Suiza, se publicaron ahora en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). La investigación fue financiada por el Consejo de Investigación del Medio Ambiente Natural del Reino Unido (NERC), la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) y la Fundación Nacional de Ciencias de Alemania (DFG).

La investigación se centra en el campo anterior de Midtre Lovénbreen, un valle glaciar en retirada al noroeste de Spitsbergen. El Dr. James Bradley, que trabajó por primera vez en el sitio en 2013, dijo: “Hace diez años caminaba sobre hielo y excavaba núcleos de hielo en los glaciares. Cuando regresamos en 2021, el glaciar se había reducido y en lugar de hielo había suelo árido, que parecía sin vida». Pero en análisis de laboratorio de este suelo, los investigadores descubrieron que contiene comunidades increíblemente diversas de microbios, las formas de vida más pequeñas y simples de la Tierra.

Las áreas recientemente expuestas son ideales para investigar cambios incrementales en el suelo, ya que son un laboratorio natural para observar las distintas etapas del desarrollo del suelo. El suelo más cercano al margen del glaciar es el más joven, y el suelo más alejado del glaciar en retirada es cada vez más viejo, donde ha pasado más tiempo permitiendo que la vida colonice el terreno. «Estos son algunos de los ecosistemas más prístinos, delicados y vulnerables del planeta, y son rápidamente colonizados por microbios especializados, a pesar de estar sujetos a temperaturas extremas, luz, agua y disponibilidad de nutrientes», afirmó el Dr. Bradley.

Adaptándose al sol de medianoche y al clima frecuentemente cambiante, los científicos pasaron semanas trabajando en el terreno rocoso y desigual del frente del glaciar, rodeado de hielo agrietado, un fiordo que alberga ballenas minke y focas, y la tundra compartida por el zorro. , los renos y el Ártico. osos polares. Los investigadores están capacitados para reconocer el comportamiento de los osos polares y el manejo seguro de las armas de fuego, en caso de encontrarse con un oso mientras trabajan en el remoto entorno ártico.

El equipo de Bradley investigó la composición microbiana del suelo mediante análisis de ADN, al tiempo que midió el ciclo y el flujo de carbono y nitrógeno. Mediante experimentos con aminoácidos marcados con isótopos, pudieron seguir con precisión la asimilación de los microbios y el metabolismo del carbono orgánico. «Estábamos especialmente interesados ​​en saber qué proporción de los microorganismos de carbono quedan atrapados en el suelo en forma de biomasa y cuánto liberan a la atmósfera en forma de dióxido de carbono», dice Juan Carlos Trejos-Espeleta, autor principal del estudio de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich. , Alemania.

Su atención se centró principalmente en los hongos, un grupo de microorganismos que se sabe que suelen ser más adecuados que las bacterias para almacenar una gran cantidad de carbono en el suelo y mantenerlo allí. La proporción de hongos y bacterias es un indicador importante del almacenamiento de carbono: más hongos significa más carbono en el suelo, mientras que más bacterias generalmente hacen que el suelo emita más CO2. «En los ecosistemas del alto Ártico, la variedad de hongos es particularmente alta en comparación con la de las plantas, lo que aumenta la probabilidad de que las comunidades de hongos puedan desempeñar allí un papel clave como ingenieros de ecosistemas», dijo el autor, el profesor William Orsi, de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich, Alemania. Descubrir más sobre los procesos de asimilación de carbono de las poblaciones de hongos y bacterias y los procesos de flujo de carbono de los ecosistemas es crucial para hacer predicciones precisas sobre cómo responderán los ecosistemas terrestres del Ártico al calentamiento futuro.

De hecho, los investigadores pudieron demostrar que los hongos, o más precisamente, levaduras basidiomicetos específicas, desempeñan un papel decisivo en la estabilización temprana del carbono asimilado. Según el estudio, son los hongos pioneros en suelos jóvenes posglaciales y contribuyen decisivamente al enriquecimiento del carbono orgánico. «Descubrimos que estos hongos especializados no sólo son capaces de colonizar los duros paisajes del Ártico antes que cualquier otra forma de vida más compleja, sino que también proporcionan un lugar para el desarrollo del suelo al construir una base de carbono orgánico que otras formas de vida pueden utilizar». Doctor Bradley. En las personas mayores, las bacterias dominan cada vez más la asimilación de aminoácidos, lo que provoca una reducción significativa de la formación de biomasa y un aumento de las emisiones de CO2 procedentes de la respiración. «Nuestros resultados muestran que los hongos desempeñarán un papel fundamental en el futuro almacenamiento de carbono en los suelos árticos a medida que los glaciares se reduzcan y una mayor superficie de la Tierra esté cubierta por suelo», resume el Prof. Un oso.