Los Mundos Microscópicos Congelados Cobran Vida Cuando La Tierra Se Calienta

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A medida que el mundo se calienta, los microbios que viven en permafrost derretido podrían tener una gran influencia en el calentamiento global, lo que podría agravarlo al emitir metano.

A medida que nuestro planeta se calienta, un mundo encerrado en el permafrost cobrará vida, y los investigadores temen que los pequeños habitantes del suelo congelado comiencen a producir gases de efecto invernadero, lo que aumentará el calentamiento global.

"Nadie ha visto lo que les sucede a los microbios cuando el permafrost se derrite", dijo Janet Jansson, científica de alto nivel del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California. Dirigió un estudio que registró lo que sucedió cuando los trozos de permafrost de Alaska se descongelaron por primera vez en 1.200 años.

"Ahora tenemos una imagen, realmente no había ninguna antes", dijo Jansson, quien junto con sus colegas secuenciaron el material genético de los microbios dentro del permafrost congelado y descongelado. En el camino, también descubrieron un microbio nuevo en la ciencia y secuenciaron todo su genotipo o genoma genético.

El permafrost es más o menos lo que suena, el suelo que ha estado congelado durante miles o incluso cientos de miles de años, y está lleno de plantas muertas y otras cosas de una vez que estaban presentes cuando se formó el permafrost. Las crecientes temperaturas globales descongelan esta materia orgánica, permitiendo que los microbios comiencen a descomponerla. En el proceso, liberan gases de efecto invernadero que contienen carbono. Los científicos están particularmente preocupados de que este proceso pueda bombear una gran cantidad de metano, que contiene carbono y es un potente mundo más cálido, hacia la atmósfera.

Debido a que hay mucho carbono escondido en el permafrost, los científicos temen que su fusión pueda agravar el calentamiento global. El permafrost ártico, por ejemplo, se estima que contiene más de 250 veces las emisiones de gases de efecto invernadero de los Estados Unidos en 2009.

Munchers de metano

Para descubrir cómo reaccionarían los microbios en un mundo que se calienta, los investigadores utilizaron muestras de permafrost y la capa de hielo que se encuentra sobre ella, que se descongela en verano y se considera la "capa activa" en Hess Creek, Alaska. [Impresionantes fotos de hielo antártico]

Luego, los investigadores secuenciaron el ADN contenido en las dos muestras de permafrost, un enfoque conocido como metagenómica. Luego mantuvieron muestras a 41 grados Fahrenheit (5 grados centígrados), que los descongelaron. Examinaron los contenidos genéticos nuevamente dos días después y siete días después. También midieron la concentración de los gases emitidos por las muestras.

Vieron una explosión inicial de metano después de dos días. Después de siete días, la concentración de metano había disminuido significativamente. Las muestras también emitieron cantidades crecientes de dióxido de carbono; a diferencia del metano, no cayó.

Usando la evidencia genética, los investigadores pudieron ver cómo las comunidades bacterianas en las muestras se comparaban entre sí y con la capa activa, y cómo cambiaban con el tiempo.

Encontraron ADN representativo de bacterias productoras de metano presentes a lo largo del estudio. Pero la evidencia genética que encontraron en las muestras se hizo eco de la caída del metano. Después de dos días, los microbios que consumían metano comenzaron a aumentar y continuaron haciéndolo hasta siete días.

Es posible que las bacterias consumidoras de metano compensen de alguna manera el metano producido por sus contrapartes si el permafrost se derrite a mayor escala, dijo Jansson. "Dependerá completamente del escenario ambiental particular durante el deshielo".

Factores como la velocidad del deshielo y la cantidad de materia orgánica en el suelo influirán en esta dinámica, dijo. De los datos, no estaba claro si algo estaba eliminando el dióxido de carbono.

Al principio, cuando estaban congeladas, las comunidades de microorganismos en las dos muestras diferían considerablemente, a pesar de que habían salido del suelo a 9,8 pies (3 metros) de distancia. Pero durante la semana siguiente, los perfiles de comunidad de microbios de cada muestra se volvieron más similares entre sí, y ambos llegaron a parecerse a los de la capa activa.

"Supongo que no sabíamos qué esperar, pero podemos decir que el cambio fue rápido", escribió en un correo electrónico.

Fuera de las masas de ADN que secuenciaron, los investigadores se concentraron en un microbio productor de metano y ensamblaron su borrador de genoma, o plano genético.

"Este organismo era muy diferente de cualquier cosa que haya sido previamente cultivada o descrita en la literatura", dijo.

Era bastante abundante; aproximadamente el 2 por ciento de las secuencias de ADN que encontraron en las muestras pertenecían a ese organismo. Esto hace que sea probable que este organismo juegue un papel clave en la producción de metano, dijo Jansson.

Este microbio aún no tiene nombre, pero se encuentra entre un grupo resistente.

"Algunos de estos organismos que vimos están relacionados con otras bacterias conocidas por ser resistentes a la radiación o la desecación (secado)", dijo. "Nos da una pista de cómo estos organismos son capaces de sobrevivir 1.000 años en menos 2 grados C (28.4 grados F)". [Los ambientes más duros en la tierra]

Para sobrevivir, los microbios probablemente encuentran lugares donde pueden esconderse, como en películas de agua salada que no se congelan.

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