Léo Ramos Chaves / Pesquisa FAPESPLa superficie de los troncos alberga un ecosistema en miniaturaLéo Ramos Chaves / Pesquisa FAPESP
Según se señala en un artículo publicado a finales de julio (24/7) en la revista Nature, las bacterias que anidan en la corteza de los árboles parecen ser capaces de absorber uno de los gases de efecto invernadero más importantes, el metano (CH4). Esto reviste importancia porque en el transcurso de la última década, las mediciones de los gases que hacen su aporte al calentamiento global han indicado que la selva amazónica podría estar contribuyendo al problema, en lugar de ser la solución. La aparición en escena de estos nuevos actores sugiere una ecuación más compleja de lo que parece, además de proponer armas adicionales en la búsqueda por mitigar los daños globales agravados por la acción humana.
Las recolecciones en la Amazonia que han dado origen a estos resultados las viene realizando desde 2013 un grupo internacional dirigido por el biólogo brasileño Alex Enrich Prast, docente de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ) y actualmente en la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), en colaboración con el grupo del biólogo británico Vincent Gauci, de la Universidad de Birmingham, en el Reino Unido. “Nosotros medíamos los flujos de metano en la selva con pequeños baldes, mientras que otros realizaban un monitoreo con aviones”, relata Prast. Además del trabajo en el que participa, se refiere al que llevó a cabo la química Luciana Gatti, del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe), quien mediante un monitoreo aéreo recogiendo aire en diferentes áreas de la Amazonia detectó un volumen de emisiones mayor que el esperable entre 2011 y 2013 (lea en Pesquisa FAPESP, ediciones nº 217, 219 y 287).
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La labor de los investigadores de campo proporcionó una explicación: el metano que se genera en el suelo sin oxígeno de las zonas inundadas es procesado por las bacterias asociadas a las raíces de los árboles, que actúan como chimeneas que liberan en la atmósfera el gas perjudicial. El esfuerzo combinado de ambos grupos permitió constatar que los árboles de estas zonas de vega emitían una cantidad de metano equivalente a la que liberan los océanos en su conjunto, según lo describen en un artículo también publicado en Nature en 2017, lo que ha suscitado alarma acerca del papel que cumple la selva en el calentamiento global.
Sin desanimarse por los resultados adversos, desde entonces, Prast, Gauci y otros colaboradores han continuado cargando con sus equipos en medio de la selva y comprobaron que los árboles a menudo hacen lo contrario de lo que los resultados anteriores habían llevado a temer: asimilan más de lo que emiten, y así funcionan como sumideros de metano. Esto sucede en las propias llanuras aluviales, cuando no se encuentran inundadas y hay oxígeno en el suelo, y también ‒y sobre todo‒ en los bosques no inundables de tierra firme.
Lo que no estaba claro es por qué. Para dilucidarlo, los biólogos fijaron a los árboles, a diferentes alturas, unos dispositivos que funcionan como cámaras detectoras de gases que revelaron que los troncos absorben CH4. Más precisamente, la microbiota del tronco de los árboles, que por ello se la clasifica como metanotrófica, es decir, consumidora de metano. “Constatamos que la asimilación es mayor en las partes más altas del tronco”, añade Prast. En las vegas, la absorción también ocurre, pero no se aprecia en el balance de emisiones durante la estación húmeda debido al metano producido en el suelo sin oxígeno.
Léo Ramos Chaves / Pesquisa FAPESPEn la estación en la que los árboles de las áreas de vega se encuentran dentro del agua, canalizan el metano del suelo hacia la atmósferaLéo Ramos Chaves / Pesquisa FAPESP
Los investigadores también recogieron muestras de la madera a diferentes alturas, de las que extrajeron ADN. “Hemos identificado en la microbiota del tronco algunas bacterias oxidantes del metano”. Ahora también saben que existen diferencias, por ejemplo, en la comunidad microscópica de las cortezas más lisas o más rugosas. Por eso, próximamente, será importante caracterizar la composición en las distintas especies vegetales, algo que aún no se ha hecho debido a la dificultad que plantea la identificación en campo de todos los árboles, dada la diversidad existente en la selva sudamericana.
En la Amazonia, las mediciones se realizaron en la Reserva Extractiva del Lago do Cuniã, en Rondônia, a orillas del río Madeira y a unos 130 kilómetros (km) al nordeste de Porto Velho, la capital del estado. Los cálculos indican que la absorción de carbono en la superficie de los troncos de los bosques maduros equivale a un 15 % de la absorción total promedio de carbono de la biomasa vegetal de la Amazonia, una cifra significativa. Prast añade que, si bien no es posible precisarlo, la absorción detectada fue mayor que la realizada por el suelo, cuya microbiota hasta ahora era considerada la protagonista en este ciclo gaseoso, y que el flujo de metano en las hojas ‒que también albergan todo un ecosistema microscópico‒ no es considerable.
El estudio incluyó análisis similares en el bosque tropical de la península Gigante, en la isla Barro Colorado, una estación de investigaciones situada en Panamá, en el bosque templado de Wytham (Reino Unido), y en Skogaryd, un bosque hemiboreal de coníferas en Suecia. La comparación entre los ecosistemas ha dejado claro que existe un gradiente asociado a la temperatura. Los troncos absorben más metano en los climas más cálidos ‒la Amazonia y Gigante, a una escala equivalente‒ que en los bosques británicos y, por último, en los suecos. “Esta diferencia probablemente tiene que ver con la capacidad de supervivencia de la microbiota a diferentes temperaturas”, sugiere Prast.
Incluso los bosques más jóvenes, con árboles de menor envergadura, poseen una gran superficie capaz de albergar bacterias. La comprensión de su rol reafirma la importancia de la reforestación para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero. El estudio publicado en julio estima un beneficio en términos de mitigación que correspondería a un 7 % de la absorción en los bosques templados y a un 12 % en los tropicales, lo que representaría un incremento de un 10 % de los beneficios que ya habían sido calculados para la expansión forestal.
Nathalia Bulcão Soares / UFRJDispositivos fijados a los árboles, a diferentes alturas, permitieron medir el intercambio gaseosoNathalia Bulcão Soares / UFRJ
El agrónomo Jean Ometto, del Inpe, quien no participó en el estudio, considera una buena noticia que la recuperación forestal pueda traer aparejado un importante beneficio climático adicional. “La disminución de las concentraciones de metano de origen antrópico en la atmósfera, por su dinámica y su tiempo de permanencia, es de enorme relevancia para que puedan alcanzarse las metas del Acuerdo de París”, informa, en alusión al tratado internacional suscrito en 2015. El metano tiene una vida corta en la atmósfera, de unos 10 años, mientras que el CO2 perdura por más de un siglo. Así y todo, el CH4 posee un poder de calentamiento mayor debido a la forma en que su estructura molecular reacciona con la radiación solar.
Ometto también advierte acerca de la necesidad de entender mejor cómo transcurre el flujo de gases en el interior de la selva. El investigador, experto en el balance de gases de efecto invernadero, señala que el metano circulante cerca de los troncos puede proceder principalmente de los incendios forestales, pero también de la actividad biótica de las comunidades de microorganismos anaeróbicos existentes en los ecosistemas de los troncos y del suelo. El mapeo de este ciclo junto con el procedente de la atmósfera no es una tarea sencilla.
En los últimos años, Prast y sus colaboradores han efectuado mediciones periódicas en distintas zonas de la Amazonia para entender mejor el rol que desempeña la selva, ya que la biomasa vegetal varía mucho según el lugar. Sin embargo, para arribar a conclusiones más abarcadoras, parece ser necesaria la participación de más grupos de investigación. “La Amazonia tiene un tamaño en el que cabría Europa completa, y aun sobraría espacio”, recuerda el biólogo de la UFRJ. Mientras, se divierte comparando la dificultad de llegar y acampar en Cuniã (un lugar bastante accesible en términos amazónicos) con el trabajo en Skogaryd, en Suecia, adonde los investigadores pueden arribar por carretera en poco tiempo. “Y regresan a dormir a sus hogares después de realizar la recolección.”
El investigador también subraya que el conocimiento sobre la microbiota surgió a partir de un resultado que parecía negativo: una emisión de metano de la selva que la situaba en el rol de villana. “Este nuevo campo de la ciencia no habría avanzado si no hubiésemos prestado atención a ese resultado”.
“El hecho de tener en cuenta que la microbiota de la corteza de los árboles también consume metano altera significativamente el balance de gases”, dice la ingeniera agrónoma brasileña Júlia Gontijo, quien realiza una pasantía de investigación posdoctoral en la Universidad de California en Davis (EE. UU.), en el grupo del ingeniero agrónomo brasileño Jorge Rodrigues. Recientemente, Gontijo publicó un artículo en la revista Environmental Microbiome en el que analizó la capacidad metanotrófica del microbioma del suelo en zonas de bosques de vega y de tierra firme en la región amazónica cercana a Santarém, en el estado de Pará, como parte de su doctorado en el Centro de Energía Nuclear en la Agricultura de la Universidad de São Paulo (Cena-USP). La investigadora incubó muestras del suelo de las áreas en estudio y simuló las estaciones de inundación y sequía y el aumento de la temperatura proyectado en los pronósticos del cambio climático. Aunque el suelo de los bosques de tierra firme suelen ser un sumidero de metano, ella observó que ese consumo menguaba con el aumento de la temperatura. En tanto, para los suelos de vega, no detectó alteraciones significativas del comportamiento microbiano. “Estos microorganismos lidian naturalmente con las fluctuaciones drásticas en el medio ambiente, como las inundaciones periódicas, y parecen tener mayor plasticidad para adaptarse a estos cambios”, pondera.
Gontijo está entusiasmada con la posibilidad de secuenciar los genomas de la microbiota de los troncos de los árboles, y conocer en profundidad qué organismos están presentes y cómo varía su composición según el tipo de ambiente. “Las metanotróficas son mis favoritas, porque pueden sernos de ayuda en el futuro”. Ahora está estudiando el material genético y los indicadores metabólicos en muestras del suelo amazónico para investigar la acción microbiana. “La composición de la microbiota no lo revela todo, porque un microorganismo puede estar presente, pero en estado latente”, explica. Más adelante, también tiene previsto secuenciar el ARN de estos organismos para inferir su actividad.
Este artículo salió publicado con el título “Consumidoras de metano” en la edición impresa n° 343 de septiembre de 2024.
Proyecto
Dimensiones US-Biota – São Paulo / Investigación colaborativa: integración de las dimensiones de la biodiversidad microbiana a lo largo de áreas de alteraciones en el uso de la tierra en bosques tropicales (nº 14/50320-4); Modalidad Proyecto Temático, Programa Biota; Convenio NSF Dimensions of Biodiversity; Investigadora responsable Tsai Siu Mui (USP); Inversión R$ 4.199.250,78.
Artículos científicos
GAUCI, V. et al. Global atmospheric methane uptake by upland tree woody surfaces. Nature. Online. 24 jul. 2024.
GONTIJO, J. B. et al. Methane-cycling microbial communities from Amazon floodplains and upland forests respond differently to simulated climate change scenarios. Environmental Microbiome. v. 19, 48. 17 jul. 2024.
PANGALA, S. R. et al. Large emissions from floodplain trees close the Amazon methane budget. Nature. v. 552, p. 230-4. 4 dic. 2017.
