Christine Capataz, izquierda, y Heidi Smith, Derecha, en la región de los Valles Secos de McMurdo en la Antártida. Foto cortesía de Christine Foreman. Crédito:Universidad Estatal de Montana
Dos investigadores de la Universidad Estatal de Montana han desempeñado un papel importante en el descubrimiento de cómo las comunidades microbianas en el derretimiento de los glaciares contribuyen al ciclo del carbono de la Tierra. un hallazgo que tiene implicaciones globales ya que la mayor parte de los glaciares de la Tierra se contrae en respuesta al calentamiento del clima.
Heidi Smith, un investigador postdoctoral, y Christine Foreman, profesor asociado de ingeniería química y biológica, ambos del Centro de Ingeniería de Biofilm en la Facultad de Ingeniería de MSU, fueron coautores de un artículo publicado en la prestigiosa revista Naturaleza Geociencia . El artículo fue publicado en el sitio web de la revista el 3 de abril.
Titulado "Formación microbiana de carbono orgánico lábil en entornos glaciares antárticos, "El artículo fue coautor de investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder, el Servicio Geológico de EE. UU., Universidad de Estocolmo en Suecia y el Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Alemania.
El documento desafía la teoría predominante de que los microorganismos que se encuentran en el agua de deshielo de los glaciares consumen principalmente carbono orgánico antiguo que una vez se depositó en las superficies de los glaciares y se incorporó al hielo a medida que se formaban los glaciares.
"Sentimos que había otra cara de la historia, "dijo Smith, el autor principal del artículo. Smith obtuvo un Ph.D. en ecología y ciencias ambientales en el Departamento de Recursos de la Tierra y Ciencias Ambientales de MSU en 2016, con Foreman como su consejero.
"Lo que mostramos por primera vez es que una gran proporción del carbono orgánico proviene de bacterias fotosintéticas" que también se encuentran en el hielo y que se activan a medida que el hielo se derrite. Dijo Smith. Como plantas esas bacterias absorben dióxido de carbono y, a su vez, proporcionan una fuente de materia orgánica.
El equipo de investigación hizo el descubrimiento después de tomar muestras de agua de deshielo de una gran corriente que fluye sobre la superficie de un glaciar en la región de los Valles Secos de McMurdo en la Antártida en 2012.
El arroyo del glaciar Cotton en la región de los valles secos de McMurdo en la Antártida, donde las investigadoras de MSU Heidi Smith y Christine Foreman tomaron muestras de la escorrentía glaciar en 2012, como se muestra en esta foto aérea. Crédito:Christine Foreman
Después, Smith pasó dos meses en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, Alemania, con el apoyo del programa insignia de formación interdisciplinaria de la National Science Foundation, la Práctica Integrativa de Educación de Postgrado e Investigación. Allí, trabajó con colegas para rastrear cómo los diferentes isótopos de carbono se movían a través del ecosistema del agua de deshielo, permitiendo al equipo determinar el origen y la actividad del carbono.
Los investigadores finalmente encontraron que los microbios glaciales utilizaban el carbono producido por las bacterias fotosintéticas a un ritmo mayor que los más antiguos. moléculas de carbono más complejas depositadas en el hielo, porque el carbono bacteriano es más "lábil, "o se descompone fácilmente. El carbón lábil" es como una barra Snickers, "lo que significa que es rápido, fuente de alimento energizante que está más disponible para los microbios, Dijo Smith.
Es más, Los investigadores encontraron que las bacterias fotosintéticas producían aproximadamente cuatro veces más carbono del que absorbían los microbios. lo que resulta en un exceso de carbono orgánico que se descarga corriente abajo. "El impacto ecológico de este carbono orgánico producido biológicamente en los ecosistemas río abajo se verá amplificado debido a su naturaleza altamente lábil, "Dijo Foreman.
Aunque las corrientes glaciares individuales exportan cantidades relativamente pequeñas de carbono orgánico, la gran masa de glaciares, que cubren más del 10 por ciento de la superficie de la Tierra, significa que la escorrentía glacial total es una fuente importante del material. El carbono orgánico marino sustenta procesos ecológicos de amplio alcance, como la producción de fitoplancton, la base de la red alimentaria de los océanos.
A medida que los glaciares se derriten y liberan cada vez más los productos orgánicos, carbono lábil, "Creemos que las comunidades microbianas marinas serán las más afectadas, ", Dijo Smith." Esperamos que esto genere más discusión ".
En un comentario de "Noticias y opiniones" que acompaña al artículo de Nature Geoscience, Elizabeth Kujawinski, científico titular de la Institución Oceanográfica Woods Hole, calificó el trabajo del equipo como "una elegante combinación" de métodos de investigación.
Junto con otro estudio publicado en el mismo número de Naturaleza Geociencia , sobre el ciclo del carbono microbiano en Groenlandia, El artículo de Smith "desinfla la noción de que las superficies de los glaciares son malos huéspedes para el metabolismo microbiano, "según Kujawinski. Los dos estudios" han establecido que no se puede ignorar el ciclo del carbono microbiano en las superficies de los glaciares, " ella añadió.
