Roma – Secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista Microbiology Spectrum dell’American Society for Microbiology, organismi complessi, migliaia di volte più piccoli di un granello di sabbia, possono plasmare enormi ecosistemi e influenzare il destino del clima terrestre. I ricercatori dell’Arizona State University, insieme ai loro colleghi dell’Università nazionale dell’Amazzonia peruviana, hanno identificato una famiglia sconosciuta di microbi che si sono adattati in modo unico alle condizioni di saturazione d’acqua e scarsità di ossigeno delle torbiere tropicali della foresta pluviale amazzonica nord-occidentale del Perù.
La nuova ricerca dimostra che questi microbi hanno un duplice ruolo nel ciclo del carbonio e il potenziale di moderare o intensificare il cambiamento climatico. Questo processo può stabilizzare il carbonio per uno stoccaggio a lungo termine o rilasciarlo nell’atmosfera come gas serra, in particolare CO2 e metano.
In condizioni stabili, questi microbi consentono alle torbiere di agire come vaste riserve di carbonio, sequestrando carbonio e riducendo i rischi climatici. Tuttavia, i cambiamenti ambientali, tra cui siccità e riscaldamento, possono innescare la loro attività, accelerando il cambiamento climatico globale.
Inoltre, la continua interruzione dell’ecosistema naturale delle torbiere causata dall’uomo potrebbe rilasciare 500 milioni di tonnellate di carbonio entro la fine del secolo, ovvero circa il 5% delle emissioni annuali di combustibili fossili nel mondo.
“L’universo microbico delle torbiere amazzoniche è vasto nello spazio e nel tempo, è stato nascosto dalle loro posizioni remote ed è stato gravemente poco studiato nei suoi contributi locali e globali, ma grazie alle partnership locali, ora possiamo visitare e studiare questi ecosistemi chiave”, afferma Hinsby Cadillo Quiroz, autore corrispondente del nuovo studio e ricercatore presso il Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology presso l’ASU .
“Il nostro lavoro consiste nel trovare organismi incredibili adattati a questo ambiente, e molti di loro forniscono servizi unici e importanti, dalla stabilizzazione o riciclaggio del carbonio alla detossificazione del monossido di carbonio e altri”.
Cadillo-Quiroz è anche un ricercatore presso il Biodesign Center for Fundamental and Applied Microbiomics e la ASU School of Life Sciences . Il collega dell’ASU Michael J. Pavia è l’autore principale della ricerca.
Lo studio sottolinea l’importanza di proteggere le torbiere tropicali per stabilizzare uno dei sistemi di stoccaggio del carbonio più importanti del pianeta e sottolinea la sottile interazione tra la vita microbica e la regolazione del clima globale.
Le torbiere amazzoniche sono tra le più grandi riserve di 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 di saturazione d’acqua rallentano 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’influenzare i modelli climatici globali.
Basandosi su ricerche precedenti , lo studio attuale descrive microbi recentemente identificati, parte dell’antico gruppo Bathyarchaeia che forma una rete complessa essenziale per il funzionamento di questo ecosistema. Lo studio evidenzia le notevoli capacità di questi microrganismi di regolare il ciclo del carbonio nelle torbiere. A differenza della maggior parte degli organismi, questi microbi possono prosperare in condizioni estreme, compresi ambienti con poco o nessun ossigeno, grazie alla loro flessibilità metabolica.
I microbi si trovano nel Bacino di Pastaza-Marañón Foreland, una torbiera vitale nella foresta pluviale amazzonica nord-occidentale del Perù. Con una superficie di circa 100.000 chilometri quadrati, il bacino comprende vaste distese di foresta pluviale allagata e paludi sottostanti torba antica.
Questi microbi delle torbiere consumano monossido di carbonio, metabolizzando un gas tossico per molti organismi, e lo convertono in energia, riducendo contemporaneamente la tossicità del carbonio nell’ambiente. Scomponendo i composti del carbonio, producono idrogeno e CO2 che altri microbi usano per generare metano. La loro capacità di sopravvivere sia in condizioni ricche di ossigeno che povere di 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, nelle temperature e le attività umane, tra cui la deforestazione e l’attività mineraria, stanno alterando questo delicato equilibrio, facendo sì che le torbiere rilascino gas serra come anidride carbonica e metano.
Mentre le torbiere tropicali attualmente agiscono come pozzi di carbonio, assorbendo più carbonio di quanto ne rilasciano, sono sempre più vulnerabili al cambiamento climatico. L’aumento delle temperature e l’alterazione dei modelli di precipitazioni potrebbero prosciugare queste torbiere, trasformandole in fonti di carbonio.
Il rilascio di miliardi di tonnellate di anidride carbonica e metano dalle torbiere amplificherebbe significativamente 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 promuovono una gestione sostenibile del territorio, inclusa la riduzione della deforestazione, del drenaggio e delle attività estrattive nelle torbiere per prevenire le interruzioni. Sono necessarie ulteriori indagini sulle comunità microbiche per comprendere meglio i loro ruoli nel ciclo del carbonio e dei nutrienti.
Per prevedere gli impatti futuri sulle torbiere è inoltre necessario monitorare i cambiamenti nella temperatura, nelle precipitazioni e nelle dinamiche dell’ecosistema.
La scoperta di microbi altamente adattabili delle torbiere fa progredire la nostra comprensione della diversità microbica e sottolinea la resilienza della vita in ambienti estremi. Questi microbi rappresentano un tassello fondamentale del puzzle per affrontare le sfide climatiche globali, dimostrando come gli organismi più piccoli possano avere un impatto sproporzionato sui sistemi della Terra.
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 il cambiamento climatico continua a rimodellare il nostro pianeta, questi ecosistemi nascosti contengono lezioni che potrebbero aiutare a salvaguardare il nostro futuro.
Cadillo-Quiroz e il suo team intendono utilizzare queste conoscenze microbiche ed ecologiche per la gestione e il ripristino delle torbiere tropicali nei loro lavori futuri, che possono essere seguiti qui .
“Lavorare per comprendere i microbi e gli ecosistemi della rigogliosa e magnifica foresta pluviale amazzonica è l’onore della mia vita, che intendo utilizzare per proteggere questa regione nella lotta contro il cambiamento climatico”, afferma Cadillo-Quiroz.(30Science.com)
