Experimento de campo en vegetación de tundra en el norte de Suecia. Las cámaras superiores abiertas simulan el calentamiento futuro del suelo y las plantas causado por el cambio climático. y se agrega hojarasca para simular una mayor caída de hojarasca causada por la expansión de abedules y arbustos de sauce (Foto:Anders Michelsen)
En el norte de Escandinavia, los arbustos se expanden hacia la tundra, donde la fijación de nitrógeno del aire se realiza principalmente por cianobacterias asociadas con musgos. Adicionalmente, La fijación mejorada de nitrógeno estimula el crecimiento de las plantas. Una nueva investigación muestra que a medida que los arbustos más altos se expanden hacia la tundra, los nutrientes en la hojarasca promoverán o reducirán la fijación de nitrógeno, dependiendo de qué especie de arbusto domine. Los resultados científicos han sido mostrados recientemente por los científicos Kathrin Rousk y Anders Michelsen del Centro de Permafrost y el Departamento de Biología de la Universidad de Copenhague. y ahora se publica en Biología del cambio global .
Los musgos de la tundra subártica están colonizados por bacterias que fijan el nitrógeno atmosférico (N2), y juntos, pueden contribuir en un 50 por ciento a la aportación total de nitrógeno al ecosistema. A pesar de este papel clave, los efectos del calentamiento climático y el aumento de la entrada de basura como resultado de la expansión de los arbustos en la fijación de N2 en los musgos son ambiguos.
La profesora asistente Kathrin Rousk del Departamento de Biología explica:"Para ayudar a predecir el papel de la fijación de N2 asociada al musgo en un clima futuro cálido, cuantificamos la fijación de N2 durante el período sin nieve en la tundra subártica. Usamos datos de un experimento de campo en el norte de Suecia, en el que se simuló el cambio climático con cámaras abiertas para aumentar la temperatura del aire y del suelo, y con la adición de hojarasca de sauces y abedules ".
Los resultados muestran que la fijación de N2 fue mayor en las cámaras calentadas y en las parcelas de adición de hojarasca de abedul (alrededor de 3 kg N ha-1 año-1), mientras que las adiciones de hojarasca de sauce condujeron a una disminución de las tasas de fijación de N2 (menos de 2 kg N ha-1 año-1).
Micrografía de hojas de musgo con micrografía de inserción de una cadena de algas verde azuladas (cianobacterias) (rojo) en una c. Fragmento de 0,1 mm de largo de una hoja de musgo (verde). Las micrografías de las cianobacterias, que fijan N2 libre del aire, se toman en un microscopio de fluorescencia con un filtro verde (aumento de 200x). Micrografías de Kathrin Rousk
Rousk dice, "El calentamiento conducirá a un aumento de las tasas de fijación de N2 en los musgos, mientras que las consecuencias de una mayor expansión de los arbustos dependerán de la invasión del arbusto dominante, la expansión del sauce probablemente limitará la entrada de nitrógeno a través de la fijación de N2, Considerando que un predominio de arbustos de abedul aumentará la fijación de N2 y con ello, suministro de nitrógeno al ecosistema ".
La cantidad de N2 que se fija es importante porque el nitrógeno es un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas y solo está disponible en cantidades limitadas en los ecosistemas árticos. La disponibilidad de nitrógeno influye en la cantidad de CO2 que las plantas pueden adquirir a través de la fotosíntesis, y por lo tanto impacta el balance de carbono. Los cambios en la fijación de N2 debido al calentamiento global alterarán la entrada de nitrógeno a los ecosistemas árticos con importantes consecuencias para el crecimiento de las plantas.
