Diminutas algas en los océanos y lagos de la Tierra absorben la luz solar y el dióxido de carbono y los convierten en azúcares que sustentan el resto de la red alimentaria acuática. absorbiendo tanto carbono como todos los árboles y plantas del mundo juntos.

Una nueva investigación muestra que falta una pieza crucial en la explicación convencional de lo que sucede entre esta primera "fijación" de CO ₂ en fitoplancton y su eventual liberación a la atmósfera o descenso a profundidades donde ya no contribuye al calentamiento global. ¿La pieza que falta? Hongo.

"Básicamente, El carbono asciende en la cadena alimentaria en los ambientes acuáticos de manera diferente a lo que comúnmente pensamos, "dijo Anne Dekas, profesor asistente de ciencia del sistema terrestre en la Universidad de Stanford. Dekas es el autor principal de un artículo publicado el 1 de junio en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias que cuantifica la cantidad de carbono que entra en los hongos parásitos que atacan a las microalgas.

Tiovivo submarino

Los investigadores hasta ahora han predicho que la mayor parte del carbono se fija en colonias de caparazón duro, Las algas unicelulares conocidas como diatomeas luego se canalizan directamente a las bacterias o se disuelven como el té en el agua circundante. donde es absorbido en gran parte por otras bacterias. El pensamiento convencional asume que el carbono se escapa de este circuito microbiano principalmente a través de organismos más grandes que se alimentan de bacterias o diatomeas. oa través del CO ₂ que regresa a la atmósfera cuando los microbios respiran.

Este viaje es importante en el contexto del cambio climático. "Para que se produzca el secuestro de carbono, carbono de CO ₂ necesita ascender en la cadena alimentaria en trozos de biomasa lo suficientemente grandes como para que pueda hundirse en el fondo del océano, "Dijo Dekas." Así es como realmente se elimina de la atmósfera. Si solo cicla durante largos períodos en la superficie del océano, se puede liberar al aire como CO ₂ . "

Resulta que los hongos crean un carril rápido subestimado para el carbono, "desviar" hasta el 20 por ciento del carbono fijado por las diatomeas fuera del circuito microbiano y dentro del parásito fúngico. "En lugar de pasar por este tiovivo, donde el carbono podría eventualmente regresar a la atmósfera, tienes una ruta más directa a los niveles más altos de la red alimentaria, "Dijo Dekas.

Los hallazgos también tienen implicaciones para los entornos industriales y recreativos que se ocupan de la proliferación de algas nocivas. "En acuicultura, para mantener la cosecha primaria, como peces, saludable, se pueden agregar fungicidas al agua, "Dijo Dekas. Eso evitará la infección por hongos de los peces, pero también puede eliminar un control natural de la proliferación de algas que cuesta a la industria alrededor de $ 8 mil millones por año. "Hasta que entendamos la dinámica entre estos organismos, debemos tener mucho cuidado con las políticas de administración que estamos usando ".

Interacciones microbianas

Los autores basaron sus estimaciones en experimentos con poblaciones de hongos quítridos llamados Rhizophydiales y su anfitrión, un tipo de alga de agua dulce o diatomea llamado Asterionella formosa . Los coautores en Alemania trabajaron para aislar estos microbios, así como las bacterias que se encuentran dentro y alrededor de sus células, del agua recogida del lago Stechlin, a unas 60 millas al norte de Berlín.

"Aislar un microorganismo de la naturaleza y cultivarlo en el laboratorio es difícil, pero aislando y manteniendo dos microorganismos como patosistema, en el que uno mata al otro, es un verdadero desafío, "dijo la autora principal Isabell Klawonn, quien trabajó en la investigación como becario postdoctoral en el laboratorio de Dekas en Stanford. "Por lo tanto, solo unos pocos sistemas modelo están disponibles para investigar tales interacciones parasitarias".

Los científicos supusieron ya en la década de 1940 que los parásitos desempeñaban un papel importante en el control de la abundancia de fitoplancton, y observaron epidemias de hongos quítridos que infectaban Asterionella florece en el agua del lago. Los avances tecnológicos han hecho posible separar estos mundos invisibles con detalles finos y mensurables, y comenzar a ver su influencia en un panorama mucho más amplio.

"Como comunidad, nos estamos dando cuenta de que no son solo las capacidades de un microorganismo individual lo que es importante para comprender lo que sucede en el medio ambiente. Es cómo interactúan estos microorganismos, "Dijo Dekas.

Los autores midieron y analizaron las interacciones dentro del patosistema del lago Stechlin mediante secuenciación genómica; una técnica de microscopía de fluorescencia que implica unir un tinte fluorescente al ARN dentro de las células microbianas; y un instrumento altamente especializado en Stanford, uno de las pocas docenas en el mundo, llamado NanoSIMS, que crea mapas a nanoescala de los isótopos de elementos que están presentes en los materiales en cantidades extremadamente pequeñas. Dekas dijo:"Para obtener estas mediciones unicelulares para mostrar cómo fluye el carbono fotosintético entre células específicas, de la diatomea al hongo a las bacterias asociadas, es la única forma de hacerlo ".

La cantidad exacta de carbono desviado a hongos del tiovivo microbiano puede diferir en otros entornos. Pero el descubrimiento de que puede llegar al 20 por ciento incluso en un entorno es significativo, Dijo Dekas. "Si está cambiando este sistema en más de un pequeño porcentaje en cualquier dirección, puede tener implicaciones dramáticas para el ciclo biogeoquímico. Hace una gran diferencia para nuestro clima ".