La luz solar y los microbios interactúan para degradar el carbono orgánico disuelto (DOC) en las aguas superficiales, pero los científicos actualmente no pueden predecir la velocidad y el alcance de esta degradación en condiciones de oscuridad o de luz. Un estudio reciente ayuda a explicar cómo la luz solar altera la composición de la materia orgánica.

La velocidad a la que los microbios pueden procesar el DOC probablemente se rija por una combinación de la abundancia e inestabilidad del DOC exportado de la tierra al agua y producido por procesos fotoquímicos. y la capacidad y la escala de tiempo que tienen las comunidades microbianas para adaptarse para metabolizar el DOC que ha estado expuesto a la luz solar. Esta nueva información podría ayudar a desarrollar métodos más precisos para evaluar el clima pasado.

El procesamiento fotoquímico de DOC probablemente suministra alrededor de un tercio del CO2 liberado de las aguas superficiales en el Ártico, ya sea directamente mineralizando el DOC a CO2 o alterando indirectamente la composición química del DOC y, Sucesivamente, tasas de respiración microbiana. En el presente, los científicos no pueden predecir la velocidad y el alcance de esta degradación en condiciones de oscuridad o de luz. Un equipo de investigadores de la Universidad de Michigan, Institución Oceanográfica Woods Hole, La Universidad Estatal de Oregon, y EMSL, el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE, técnicas de caracterización avanzadas combinadas para caracterizar la composición microbiana y DOC.

Los investigadores caracterizaron los resultados de experimentos fotoquímicos a corto plazo utilizando espectrometría de masas por resonancia de ciclotrón de iones por transformada de Fourier en EMSL junto con medidas de actividad microbiana. composición de la comunidad, y expresión génica. En condiciones de oscuridad, encontraron microbios nativos del permafrost profundo, o suelos de capa orgánica superficial, degradó el DOC que era más abundante en ambos suelos.

Descubrieron que la exposición a la luz solar producía o eliminaba el abundante DOC utilizado por los microbios, que indujo cambios en los pasos metabólicos clave tomados por las comunidades microbianas nativas para adaptarse y degradar el DOC alterado por la luz. La alteración del DOC del permafrost por la luz solar a compuestos utilizados por microbios da como resultado un aumento de dos veces en las tasas de respiración, lo que sugiere que cuando el permafrost DOC se exporta a aguas superficiales iluminadas por el sol, se puede respirar rápidamente a CO2. La degradación fotoquímica y biológica acoplada del DOC del permafrost puede ser un componente cada vez más importante del balance de carbono del Ártico a medida que aumentan las temperaturas. Los nuevos hallazgos podrían usarse para desarrollar métodos más precisos para evaluar los procesos climáticos.