Los pastos marinos siguen emitiendo metano décadas después de su muerte
ARRIBA: ISTOCK.COM, ELOI_OMELLA
Las praderas de pastos marinos, que se encuentran en aguas costeras poco profundas de todo el mundo, son importantes emisores de metano a la atmósfera. Sin embargo, solo unos pocos estudios han cuantificado su aporte de metano y se sabe poco sobre los procesos metabólicos y los microorganismos involucrados en él.
Un estudio publicado la semana pasada (14 de febrero) en PNAS describe los mecanismos por los que se forma metano en praderas de Posidonia oceanica, una especie de fanerógama marina endémica del mar Mediterráneo. Los metagenomas de los sedimentos que rodean las raíces de las plantas sugieren que los microorganismos de diferentes grupos de arqueas están metabolizando diversos compuestos presentes en el tejido de la planta para generar metano. Según estos hallazgos, estas comunidades microbianas producen metano mientras las hierbas marinas están vivas y mucho después de que hayan muerto.
Las hierbas marinas, junto con los manglares y las marismas, se consideran ecosistemas de carbono azul porque secuestran, almacenan y y enterrar el carbono de la atmósfera, evitando que los niveles de dióxido de carbono aumenten aún más. Sin embargo, también emiten grandes cantidades de metano, un gas de efecto invernadero con un potencial de calentamiento más alto que el dióxido de carbono. Sciences en Maine que no participó en el nuevo estudio. No hay muchos datos sobre las emisiones de metano de los pastos marinos. . . La mayoría de las veces, creemos que [estos hábitats] están contribuyendo de manera positiva a mitigar el cambio climático, especialmente mediante el secuestro de dióxido de carbono, y tener una idea clara de los flujos generales de gases de efecto invernadero en estos sistemas realmente ayudará a comprender su papel. El nuevo trabajo, añade, es bastante completo: informa tanto de la vía como de la comunidad microbiana implicada en estas emisiones.
El estudio se centra en P. oceanica, que puede formar gruesas capas de turba bajo tierra derivadas de la acumulación de desechos orgánicos de raíces, rizomas y otros materiales vegetales. El equipo del Instituto Max Planck de Microbiología Marina de Alemania cuantificó los flujos de metano de estas praderas de pastos marinos y encontró que la especie se encontraba en el extremo superior del rango de emisiones descrito anteriormente para otros pastos marinos.
Para investigar más a fondo la vía metabólica involucrada en estas emisiones de metano, los investigadores alimentaron el P. oceanica con diferentes tipos de sustratos marcados con carbono. Observaron la metanogénesis solo cuando agregaron compuestos metilados, que las plantas marinas suelen producir y liberar para lidiar con el estrés osmótico. No se produjo producción de metano cuando agregaron acetato o gas hidrógeno, dos precursores comunes de este proceso.
Sina Schorn, microbióloga marina y coautora del estudio, dice que ella y sus colegas se sorprendieron por el hecho de que estas vías de producción de metano realmente comunes, las clásicas que usan moléculas orgánicas muy simples para formar metano. . . están totalmente ausentes en el ecosistema de pastos marinos.
Incluso años después de que la pradera muere, todavía existe la capacidad de la comunidad microbiana para usar [compuestos aún disponibles en el tejido vegetal muerto] y continúan formando metano.
Sina Schorn, Instituto Max Planck de Microbiología Marina
Luego exploraron qué microbios vivían en estos hábitats mediante el análisis del metagenoma de muestras de sedimentos de P. oceánica. Al observar las secuencias del gen 16S rRNA, el equipo describió la composición de las comunidades bacterianas y arqueales allí. Con base en los flujos de metano cuantificados y el alto potencial para formar metano, Schorn dice que ella y sus colegas predijeron que la comunidad de arqueas de sedimentos, el único dominio que alberga miembros metanogénicos, estaría lleno de metanógenos. Pero, contrariamente a sus expectativas, encontraron menos del dos por ciento de los taxones considerados metanógenos clásicos entre todas las secuencias de ARNr 16S arqueales.
Este bajo porcentaje puede apuntar a una comunidad metanogénica muy diversa, es decir, no una comunidad especializada formada solo por esos metanógenos bien descritos y esto probablemente se ve favorecido por diversos compuestos en estas plantas de los que los microbios pueden alimentarse, señala Schorn.
Esta diversidad microbiana también está respaldada por los resultados de los grupos buscan el gen que codifica la metil-coenzima M reductasa A (mcrA), que es clave para la metanogénesis. Recuperaron algunas secuencias potencialmente de metanógenos clásicos, pero la mayoría se agruparon con el gen mcrA del filo Helarchaeota no cultivado, un miembro del superfilo Asgard. eso fue descubierto hace solo unos años.
La función del mcrA en este grupo todavía se debate. Basándose en su genoma, los investigadores han planteado la hipótesis de que mcrA en Helarchaeota participa en la oxidación de hidrocarburos como el butano, en lugar de en la metanogénesis. Sin embargo, dado que no se identificó butano en estos sedimentos y con base en las altas tasas de producción de metano que reportan, Schorn dice que definitivamente vale la pena reconsiderar la actividad de esta enzima [en Helarchaeota] en el contexto del medio ambiente donde se encuentran estos organismos.
El ecologista microbiano marino de la Universidad de Texas, Brett Baker, quien no participó en este estudio pero descubrió Helarchaeota y encontró la codificación del gen mcrA en su genoma, dice que estos hallazgos son interesantes, pero en este punto, basado en los genomas de estos microbios, me sorprendería mucho si estuvieran produciendo metano, dice. Él plantea la hipótesis de que incluso si no hay butano, estos microbios pueden estar utilizando otros hidrocarburos potencialmente disponibles en los sedimentos. Por lo tanto, su presencia todavía podría explicarse sin una supuesta actividad metanogénica.
El equipo de Max Planck también observó sitios erosionados que ya no estaban cubiertos con pastos marinos vivos, pero donde las características capas gruesas de turba de PAGS. oceanica todavía se puede encontrar. Evaluaron si había alguna actividad metanogénica en los sedimentos debajo de estos lechos de pastos marinos erosionados, donde las plantas probablemente habían estado muertas durante más de 25 años. Descubrieron que la producción de metano en los sedimentos de pastos marinos muertos estaba ocurriendo a niveles similares a los de los pastos marinos vivos. Según Schorn, esto muestra que incluso años después de que el prado muera, todavía existe la capacidad de la comunidad microbiana de usar [compuestos aún disponibles en el tejido de la planta muerta] y continuar formando metano.
Producción de metano en los pastos marinos muertos puede tener implicaciones ambientales, dice Schorn. Si las praderas de pastos marinos mueren como un escenario frecuente al que nos enfrentamos en todo el mundo en este momento, pierden esta función ecosistémica muy importante de secuestrar el carbono de la atmósfera, pero continúan produciendo metano. Por lo tanto, según Schorn, la extinción de estos ecosistemas podría tener malas consecuencias, incluido el calentamiento global acelerado.