Cada gota de agua dulce contiene miles de diferentes moléculas orgánicas que previamente han pasado desapercibidas.
Al medir la diversidad de estas moléculas y cómo interactúan con el entorno que las rodea, la investigación ha revelado un mundo invisible que afecta el funcionamiento de los ecosistemas de agua dulce y puede contribuir a las emisiones de gases de efecto invernadero.
Pequeños lagos poco profundos dominan el área de agua dulce del mundo, y los sedimentos dentro de ellos ya producen al menos una cuarta parte de todo el dióxido de carbono, y más de dos tercios de todo el metano en nuestra atmósfera.
«Lo que tradicionalmente hemos llamado ‘carbono’ en agua dulce resulta ser una mezcla súper diversa de diferentes moléculas orgánicas basadas en carbono«, señala el doctor Andrew Tanentzap, del Departamento de Ciencias de las Plantas de la Universidad de Cambridge, quien dirigió la investigación.
«Hemos estado midiendo ‘carbono’ en agua dulce como un modelo para todo, desde la calidad del agua hasta la productividad de los ecosistemas de agua dulce -reconoce-. Ahora nos hemos dado cuenta de que es la diversidad de este mundo invisible de moléculas orgánicas lo que es importante».
A medida que el clima se calienta, la cubierta vegetal está aumentando en los bosques de las latitudes del norte.
Al simular este efecto en dos lagos en Ontario, Canadá, el estudio encontró una mayor diversidad de moléculas orgánicas (moléculas que contienen carbono dentro de su estructura) que llegan al agua en la materia expulsada por plantas y árboles cercanos.
Las moléculas orgánicas son una fuente de alimento para los microbios en los sedimentos del lago, que los descomponen y liberan dióxido de carbono y metano como subproductos. Por lo tanto, el aumento de los niveles de moléculas orgánicas puede mejorar la actividad microbiana y producir más gases de efecto invernadero.
Dado que los mismos microbios pueden producir gases de efecto invernadero a partir de muchas moléculas orgánicas diferentes, se demostró que la diversidad de moléculas orgánicas está más estrechamente relacionada con los niveles de concentraciones de gases de efecto invernadero que la diversidad de los microbios.
Además, una elevada diversidad de moléculas orgánicas puede elevar las concentraciones de gases de efecto invernadero en las aguas porque hay más moléculas que se puedendescomponer por la luz solar que penetra en el agua.
Para llevar a cabo la investigación, los contenedores se llenaron con proporciones variables de rocas y material orgánico, que consisten en basura decidua y conífera de los bosques cercanos, y se sumergieron en las aguas poco profundas de los dos lagos.
El análisis de las muestras dos meses después, utilizando las técnicas de espectrometría de masas de resolución ultraalta y la secuenciación de ADN de próxima generación, mostró que la diversidad de moléculas orgánicas estaba correlacionada con la diversidad de comunidades microbianas en el agua, y que la diversidad de ambas aumentó a medida que aumentaba cantidad de materia orgánica aumentada.
Predecir con precisión las emisiones de carbono de los sistemas naturales es vital para la fiabilidad de los cálculos utilizados para comprender el ritmo del cambio climático y los efectos de un mundo más cálido.
«El cambio climático aumentará la cobertura forestal y cambiará la composición de las especies, lo que resultará en una mayor variedad de hojas y hojarasca que caen en las vías fluviales. Encontramos que el aumento resultante en la diversidad de moléculas orgánicas en el agua conduce a mayores concentraciones de gases de efecto invernadero», señala Tanentzap en un comunicado.
«Comprender estas conexiones significa que podríamos buscar formas de reducir las emisiones de carbono en el futuro, por ejemplo, cambiando las prácticas de gestión de la tierra», añade.
Cambiar la vegetación alrededor de las áreas de agua dulce podría cambiar las moléculas orgánicas que terminan en el agua.
El equipo ahora está ampliando su estudio al tomar muestras de 150 lagos en toda Europa, para comprender las consecuencias ecológicas más amplias de la diversidad de moléculas orgánicas en los sistemas naturales de agua dulce.
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