A medida que las bacterias se adaptan a temperaturas más altas, aceleran su frecuencia respiratoria y liberan más carbono, potencialmente acelerando el cambio climático.

Al liberar más carbono a medida que aumentan las temperaturas globales, las bacterias y organismos relacionados llamados arqueas podrían aumentar el calentamiento climático a un ritmo más rápido de lo que sugieren los modelos actuales. La nueva investigación, publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza por científicos del Imperial College London, podría ayudar a informar modelos más precisos del calentamiento climático futuro.

Bacterias y arqueas colectivamente conocidos como procariotas, están presentes en todos los continentes y constituyen alrededor de la mitad de la biomasa global, el peso total de todos los organismos de la Tierra.

La mayoría de los procariotas realizan una respiración que usa energía y libera dióxido de carbono, tal como lo hacemos cuando exhalamos. La cantidad de dióxido de carbono liberado durante un período de tiempo determinado depende de la frecuencia respiratoria del procariota, que puede cambiar en respuesta a la temperatura.

Sin embargo, la relación exacta entre temperatura, la tasa de respiración y la producción de carbono han sido inciertas. Ahora, reuniendo una base de datos de cambios en la frecuencia respiratoria según la temperatura de 482 procariotas, Los investigadores han descubierto que la mayoría aumentará su producción de carbono en respuesta a temperaturas más altas en un grado mayor de lo que se pensaba anteriormente.

Efecto 'doble golpe'

El investigador principal, el Dr. Samraat Pawar, del Departamento de Ciencias de la Vida en Imperial, dijo:"A corto plazo, en una escala de días a horas, los procariotas individuales aumentarán su metabolismo y producirán más dióxido de carbono. Sin embargo, todavía hay una temperatura máxima a la que su metabolismo se vuelve ineficaz.

"A largo plazo, a través de los años, estas comunidades procariotas evolucionarán para ser más eficientes a temperaturas más altas, permitiéndoles aumentar aún más su metabolismo y su producción de carbono.

"Por lo tanto, el aumento de las temperaturas causa un efecto de 'doble golpe' en muchas comunidades procariotas, permitiéndoles funcionar de manera más eficiente tanto a corto como a largo plazo, y creando una contribución aún mayor al carbono global y las temperaturas resultantes ".

Procariotas de todos los entornos.

Los investigadores recopilaron las respuestas de los procariotas a los cambios de temperatura de todo el mundo y en todas las condiciones diferentes, desde lagos salados de la Antártida por debajo de 0 ° C hasta piscinas termales por encima de 120 ° C.

Descubrieron que los procariotas que generalmente operan en un rango de temperatura media, por debajo de 45 ° C, muestran una fuerte respuesta a los cambios de temperatura, aumentando su respiración tanto a corto plazo (días a semanas) como a largo plazo (meses a años).

Los procariotas que operan en rangos de temperatura más altos, por encima de 45 ° C, no mostraron tal respuesta, pero como operan a temperaturas tan altas para empezar, es poco probable que se vean afectados por el cambio climático.

Las respuestas a corto plazo de los procariotas de temperatura media al calentamiento fueron mayores que las reportadas para eucariotas, organismos con células más complejas, incluyendo todas las plantas, hongos y animales.

Partiendo del 'promedio global'

El equipo construyó un modelo matemático que predijo cómo estos cambios en la tasa de respiración afectarían la producción de carbono de las comunidades procariotas. Esto reveló que los cambios a corto y largo plazo en la tasa de respiración se combinarían para crear un aumento mayor de lo esperado en la producción de carbono. que actualmente no se tiene en cuenta en los modelos climáticos y de ecosistemas.

Autor principal de la nueva investigación, Doctor. estudiante Thomas Smith del Departamento de Ciencias de la Vida, dijo:"La mayoría de los modelos climáticos asumen que las tasas de respiración de todos los organismos responden a la temperatura de la misma manera, pero nuestro estudio muestra que es probable que las bacterias y arqueas se aparten del "promedio global".

"Dado que es probable que estos microorganismos contribuyan de manera significativa a la respiración total y la producción de carbono en muchos ecosistemas, Es importante que los modelos climáticos tengan en cuenta su mayor sensibilidad a los cambios de temperatura tanto en escalas de tiempo cortas como largas.

"Es importante para las predicciones climáticas futuras, También nos gustaría saber cómo el número de procariotas, y su abundancia dentro de los ecosistemas locales, podría cambiar con el aumento de las temperaturas ".