Los microbios que han estado suspendidos en el permafrost durante 40.000 años podrían “despertar” y comenzar a producir gases de efecto invernadero si los veranos en el Ártico se prolongan mucho más, sugiere una nueva investigación. En condiciones climáticas futuras, los microbios que han permanecido inactivos desde la última glaciación (hace entre 2,6 millones y 11.700 años) podrían necesitar solo unos meses para reactivarse, según un estudio publicado el 23 de septiembre en la revista Journal of Geophysical Research: Geosciences. Si lo hacen, incluso durante una parte del año, los científicos advierten que esto podría desencadenar un ciclo de retroalimentación que aceleraría el deshielo del permafrost y el calentamiento global.
El permafrost es una mezcla de tierra, rocas y hielo que ha permanecido congelado durante al menos dos años seguidos. Una ola de calor puede descongelar la capa superior del permafrost, conocida como capa activa, pero los microbios antiguos se esconden a mayor profundidad, en capas que solo se descongelan si las temperaturas suben significativamente y durante períodos prolongados. Para el nuevo estudio, los investigadores viajaron a Alaska, donde el permafrost subyace al 85% del territorio.
“Puede que haya un solo día caluroso en el verano de Alaska, pero lo que importa mucho más es la prolongación de la temporada de verano hasta el punto en que estas temperaturas cálidas se extienden hasta el otoño y la primavera”, dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Tristan Caro, investigador asociado postdoctoral en geobiología en Caltech.
Caro y sus colegas recolectaron muestras del Túnel de Investigación del Permafrost, cerca de Fairbanks. El túnel se encuentra a 15 metros de profundidad y se extiende más de 107 metros en el permafrost, ofreciendo una visión de la vida durante el Pleistoceno tardío (hace entre 129.000 y 11.700 años). Su objetivo era determinar la reanimación y las tasas de crecimiento de los microbios que vivieron en esa época. Pero al entrar en el túnel, Caro también notó huesos de mamut y bisonte que sobresalían de las paredes heladas, según el comunicado.
“Lo primero que notas al entrar es que huele fatal”, dijo Caro, quien realizó la investigación como estudiante de posgrado en la Universidad de Colorado en Boulder. “Para un microbiólogo, eso es muy emocionante porque los olores interesantes suelen ser microbianos”.
De vuelta en el laboratorio, los investigadores sumergieron las muestras en agua que contenía átomos de hidrógeno inusualmente pesados, también conocidos como deuterio. Posteriormente, las incubaron en refrigeradores a -4, 4 y 12°C y las examinaron periódicamente para detectar cambios en la actividad microbiana.
“Queríamos simular lo que sucede en un verano de Alaska, bajo condiciones climáticas futuras donde estas temperaturas alcanzan áreas más profundas del permafrost”, dijo Caro.
Tras un mes de experimento, el equipo no observó grandes cambios, ni siquiera en las dos muestras más cálidas. Algunos microbios habían despertado de su largo letargo, pero solo entre el 0,001% y el 0,01% de las células eran reemplazadas diariamente por células nuevas y activas.
Sin embargo, en los meses siguientes, todo cambió. El deuterio presente en las muestras permitió a los investigadores rastrear la cantidad de agua que consumían los microbios para construir las membranas grasas que rodeaban sus células. Esto reveló que los organismos antiguos producían preferentemente ácidos grasos llamados glicolípidos, que los investigadores creen que podrían estar involucrados en la criopreservación.
Seis meses después del experimento, los microbios incubados a 3°C y 5°C experimentaron cambios drásticos en la estructura de la comunidad y los niveles de actividad, según el estudio. Las muestras eran menos diversas que las capas activas de permafrost, pero los microbios eran tan activos como sus contrapartes más modernas, llegando incluso a producir estructuras viscosas llamadas biopelículas, visibles a simple vista.
“Éstas no son muestras muertas de ninguna manera”, dijo Caro.
Los resultados tienen implicaciones para el Ártico y el clima de la Tierra en general, ya que los microbios del permafrost sobreviven gracias a la materia orgánica, que convierten en dióxido de carbono y metano. Las temperaturas globales están aumentando más rápido en el Ártico que en cualquier otro lugar del mundo, descongelando el permafrost a un ritmo alarmante y durante períodos cada vez más largos. A medida que los veranos árticos se prolongan y las temperaturas suben en las capas más profundas, las colonias de microbios antiguos podrían despertar y comenzar a emitir carbono.
El permafrost en las regiones septentrionales contiene actualmente aproximadamente el doble de carbono que la atmósfera terrestre, por lo que las liberaciones a gran escala podrían contribuir significativamente al cambio climático. Esto aceleraría el deshielo del permafrost, desencadenando un círculo vicioso de calentamiento, más deshielo y más calentamiento.
“Es una de las mayores incógnitas en las respuestas climáticas”, declaró Sebastian Kopf, coautor del estudio y profesor asociado de ciencias geológicas en la Universidad de Colorado en Boulder. “¿Cómo afectará el deshielo de todo este suelo congelado, donde sabemos que hay toneladas de carbono almacenado, a la ecología de estas regiones y al ritmo del cambio climático?”
Pero el estudio sólo examinó microbios antiguos de un lugar, y los microbios en otras regiones pueden reaccionar de manera diferente al calentamiento, señalaron los investigadores.
“Hay muchísimo permafrost en el mundo, en Alaska, Siberia y otras regiones frías del norte”, dijo Caro. “Solo hemos muestreado una pequeña porción”.
Fuente: Live Science.