Gli organismi complessi, migliaia di volte più piccoli di un granello di sabbia, possono modellare enormi ecosistemi e influenzare il destino del clima della Terra, secondo un nuovo studio.
I ricercatori della Arizona State University, insieme ai loro colleghi della National University of the Peruvian Amazon, hanno identificato una famiglia sconosciuta di microbi adattati in modo univoco alle condizioni di torbiere tropicali in Peru in Peru in Perù.
La nuova ricerca mostra che questi microbi hanno un doppio ruolo nel ciclo del carbonio e il potenziale per moderare o intensificare i cambiamenti climatici. Questo processo può stabilizzare il carbonio per lo stoccaggio a lungo termine o rilasciarlo nell’atmosfera come gas serra, in particolare CO2 e metano.
In condizioni stabili, questi microbi consentono a torbiere di fungere da vasti serbatoi di carbonio, sequestrando il carbonio e riducendo i rischi climatici. Tuttavia, i cambiamenti ambientali, compresi la siccità e il riscaldamento, possono innescare la loro attività, accelerando i cambiamenti climatici globali.
E, la continua interruzione causata dall’uomo dell’ecosistema di torbiere naturali potrebbe rilasciare 500 milioni di tonnellate di carbonio entro la fine del secolo, all’incirca equivalente al 5% delle emissioni annuali di combustibili fossili al mondo.
“L’universo microbico di Amazon Peatlands è vasto nello spazio e nel tempo, è stato nascosto dalle loro sedi remote ed è stato gravemente sotto-studiato nei loro contributi locali e globali, ma grazie alle partnership locali, ora possiamo visitarli e studiarli Ecosistemi chiave “, afferma Hinsby Cadillo Quiroz, corrispondente autore del nuovo studio e un ricercatore del Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology presso ASU.
“Il nostro lavoro è trovare organismi incredibili adattati a questo ambiente e molti di essi forniscono servizi unici e importanti: dalla stabilizzazione del carbonio o dal riciclaggio alla disintossicazione del monossido di carbonio e altri”.
Cadillo-Quiroz è anche ricercatore del Biodesign Center per la microbiomica fondamentale e applicata e la Scuola di vita dell’ASU. Il collega ASU Michael J. Pavia è l’autore principale dell’indagine.
Lo studio, che appare nell’American Society for Microbiology Journal Spettro di microbiologiasottolinea l’importanza di proteggere le torbiere tropicali per stabilizzare uno dei più significativi sistemi di stoccaggio del carbonio del pianeta e sottolinea la sottile interazione tra la vita microbica e la regolazione climatica globale.
Perché le torbiere sono cruciali per la stabilità climatica
Le torbiere amazzoniche sono tra le più grandi volte del carbonio del pianeta, immagazzinando circa 3,1 miliardi di tonnellate di carbonio nei loro terreni densi e saturi – circa il doppio del carbonio immagazzinato in tutte le foreste del mondo. Le torbiere sono fondamentali per lo stoccaggio globale del carbonio perché le loro condizioni in acqua lenta la decomposizione, consentendo al materiale organico di accumularsi nel corso di migliaia di anni. Questi ecosistemi svolgono un ruolo cruciale nella regolazione delle emissioni di gas serra e nell’influenza dei modelli climatici globali.
Basandosi su ricerche precedenti, il presente studio descrive i microbi appena identificati – parte dell’antico gruppo Bathyarchaeia che forma una rete complessa essenziale per il funzionamento di questo ecosistema. Lo studio evidenzia le straordinarie capacità di questi microrganismi per regolare il ciclo del carbonio nelle torbiere. A differenza della maggior parte degli organismi, questi microbi possono prosperare in condizioni estreme, compresi ambienti con ossigeno poca o nessun, grazie alla loro flessibilità metabolica.
I microbi si trovano nel bacino di Pastaza-Marañón Foreland-una torba vitale nella foresta pluviale amazzonica nord-occidentale del Perù. Comprendendo circa 100.000 chilometri quadrati, il bacino comprende vasti tratti di foresta pluviale e paludi allagate sotto la torba antica.
Questi microbi di torba consumano il monossido di carbonio – metabolizzando un gas tossico per molti organismi – e lo convertono in energia, riducendo contemporaneamente la tossicità del carbonio nell’ambiente. Abbattendo i composti di carbonio, producono idrogeno e CO2 che altri microbi usano per generare metano. La loro capacità di sopravvivere sia alle condizioni ricche di ossigeno che all’ossigeno li rende adatti agli ambienti amazzonici, dove i livelli dell’acqua e la disponibilità di ossigeno fluttuano durante tutto l’anno.
Tuttavia, i cambiamenti nelle precipitazioni, nella temperatura e nelle attività umane, tra cui la deforestazione e l’estrazione mineraria, stanno interrompendo questo delicato equilibrio, causando il rilascio di gas serra come anidride carbonica e metano.
Connessione climatica
Mentre le torbiere tropicali attualmente fungono da lavandini del carbonio, assorbendo più carbonio di quanto non rilasciano, sono sempre più vulnerabili ai cambiamenti climatici. L’aumento delle temperature e dei modelli di pioggia alterati potrebbero asciugare queste torbiere, trasformandole in fonti di carbonio.
Il rilascio di miliardi di tonnellate di anidride carbonica e metano dalle torbiere amplificherebbe in modo significativo il riscaldamento globale. I risultati sottolineano l’urgente necessità di proteggere le torbiere tropicali dalle attività umane e dallo stress indotto dal clima.
I ricercatori sostengono la gestione sostenibile del territorio, tra cui la riduzione delle attività di deforestazione, drenaggio e mining nelle torbiere per prevenire le interruzioni. Sono necessarie ulteriori indagini sulle comunità microbiche per comprendere meglio i loro ruoli nel ciclo di carbonio e nutrienti.
È inoltre necessario monitorare i cambiamenti di temperatura, precipitazioni e dinamiche dell’ecosistema per prevedere gli impatti futuri sulle torbiere.
Nuove direzioni
La scoperta di microbi di torba altamente adattabili fa avanzare la nostra comprensione della diversità microbica e sottolinea la resilienza della vita in ambienti estremi. Questi microbi rappresentano un pezzo chiave del puzzle nell’affrontare le sfide climatiche globali, mostrando come gli organismi più piccoli possano avere un impatto fuori misura sui sistemi terrestri.
Questa ricerca, supportata dalla National Science Foundation, segna un significativo passo avanti nella comprensione del ruolo critico delle torbiere tropicali e dei loro abitanti microbici nel ciclo globale del carbonio. Mentre i cambiamenti climatici continuano a rimodellare il nostro pianeta, questi ecosistemi nascosti tengono lezioni che potrebbero aiutare a salvaguardare il nostro futuro.
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