Las algas verdeazuladas producen metano
ARRIBA: Una colonia de cianobacterias del lago StechlinPROF HANS-PETER GROSSART.
Las cianobacterias se encuentran en casi todos los ambientes acuáticos y terrestres de la Tierra y, a través de la fotosíntesis, suministrar una gran parte del oxígeno de los planetas. Según un estudio publicado en Science Advances hoy (15 de enero), también producen metano, un gas de efecto invernadero. A medida que aumenta la temperatura global del agua, se predice que la proliferación de cianobacterias aumentará, lo que quizás haga que estos organismos no solo contribuyan al calentamiento global, sino que se multipliquen a causa de él, creando un ciclo de retroalimentación positiva.
Este es un tema muy interesante que, por supuesto, va en contra de lo que sabíamos sobre la producción de metano en ambientes anóxicos, dice Daniel McGinnis, quien estudia biogeoquímica y física de los sistemas acuáticos en la Universidad de Ginebra y no participó en la investigación. Creo que los autores hicieron un muy buen trabajo aislando [la producción de metano] a las cianobacterias, y eso tiene algunos vínculos interesantes con el cambio climático.
Hasta hace poco, se pensaba que la producción biológica de metano solo la realizaban microbios llamados arqueas (un dominio separado de las bacterias y los eucariotas), y solo en ambientes libres de oxígeno, como los sedimentos profundos en el fondo de los océanos y lagos. Pero esta idea se está erosionando lentamente y cada vez hay más pruebas de que el metano también se puede producir en ambientes óxicos, dice el limnólogo y ecofisiólogo Stephen Maberly del Centro de Ecología y Ecología del Reino Unido. Hidrología que tampoco participó en el estudio. En los últimos años, se ha descubierto que otros organismos producen metano, aunque en niveles bajos, y los estudios de lagos y otros cuerpos de agua han revelado la llamada paradoja del metano: la producción de metano en aguas superficiales oxigenadas.
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Un estudio de este tipo de las aguas del lago Stechlin en Alemania reveló que los aumentos del nivel de metano en las capas superficiales ricas en oxígeno a menudo coincidían con la proliferación de cianobacterias, dice Mina Bizic, una autor del último estudio y ecólogo microbiano acuático en el Instituto Leibniz de Ecología de Agua Dulce y Pesca Interior.
Lago Stechlin, AlemaniaWIKIMEDIA, MONITELL
Esto planteó la posibilidad de que la fuente del metano fueran las propias cianobacterias. Para averiguarlo, Bizic y sus colegas recolectaron y cultivaron cepas de cianobacterias del lago y de una variedad de otras fuentes naturales, y monitorearon la producción de metano de cada cultivo mediante espectrometría de masas durante varios días. El equipo demostró que, de las cinco cepas de agua dulce, dos cepas del suelo y seis cepas marinas de cianobacterias que analizaron, todas produjeron metano.
El punto importante es que esta es una fuente adicional de metano que no se ha tenido en cuenta anteriormente.
Hans-Peter Grossart, Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheriese
La producción de metano por parte de las cianobacterias no tiene precedentes, pero no se consideró un proceso directo. . Por ejemplo, se ha sugerido que las cianobacterias podrían proporcionar una fuente de hidrógeno para las arqueas metanogénicas que las acompañan. Y se informó que el metano es un subproducto de la desmetilación del metilfosfonato, una vía de eliminación de fósforo utilizada por las cianobacterias cuando este mineral es escaso.
La alta disponibilidad de fósforo en el lago Stechlin y otros lagos sugirió que era poco probable que la eliminación de fósforo ser un contribuyente importante, dice el coautor Hans-Peter Grossart, también del Instituto Leibniz de Ecología de Agua Dulce y Pesca Interior. Ciertamente, no explicaría las altas concentraciones [de metano] que encontramos en los lagos, dice. Además, el equipo demostró que los cultivos puros, aquellos que carecían de arqueas de varias cepas de cianobacterias diferentes, eran capaces de producir metano. Algunos de nuestros cultivos estaban completamente libres de otros organismos, dice Grossart, por lo que estamos bastante convencidos de que el metano proviene de [cianobacterias]. Incluso en los cultivos no puros, las arqueas metanogénicas estaban ausentes o presentes en cantidades insignificantes, mostró el equipo.
Juntos, los resultados indican que, en lugar de ser un proceso asociado, la producción de metano es parte de actividad básica de las cianobacterias, dice Bizic.
La producción de metano por parte de las algas se produjo en períodos de iluminación y oscuridad, aunque la producción máxima tendió a reflejar o seguir los picos en la producción de oxígeno fotosintético. De hecho, la inhibición de la fotosíntesis redujo la producción de metano, lo que apunta a que las vías están vinculadas. Ahora estamos trabajando en el mecanismo, dice Bizic.
El metano es un potente gas de efecto invernadero, dice el científico marino y ambiental Hans Paerl de la Universidad de Carolina del Norte, quien no participó en el estudio. De hecho, es unas 60 veces más potente en términos de generar condiciones de efecto invernadero que el dióxido de carbono, afirma.
Aunque aún se desconoce hasta qué punto las cianobacterias contribuyen a los niveles globales de metano en la atmósfera, el punto importante es que esta es una fuente adicional de metano que no se había tenido en cuenta anteriormente, dice Grossart. Y, debido al posible ciclo de retroalimentación positiva, podría volverse cada vez más significativo.
Este estudio ha sentado las bases para una investigación realmente interesante que será significativa desde la perspectiva de comprender no solo la fisiología de estos organismos, pero también, en última instancia, las ramificaciones a mayor escala, los impactos biogeoquímicos, dice Paerl.
M. Bizic et al., Las cianobacterias acuáticas y terrestres producen metano, Sci Adv, 6:eaax5343, 2020.
Ruth Williams es una periodista independiente con sede en Connecticut. Envíele un correo electrónico a ruth@wordsbyruth.com o encuéntrela en Twitter @rooph