Desde el Polo Norte hasta el Océano Ártico los suelos congelados mantienen un estimado de 1.672 millones de toneladas métricas de carbono de la atmósfera de la Tierra. Este carbono secuestrado es más de 250 veces la cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero atribuidas a los Estados Unidos en 2009.
Según las temperaturas globales aumentan lentamente, también lo hacen las preocupaciones sobre su impacto potencial sobre el ciclo del carbono, cuando el deshielo libere el carbono que ha estado atrapado durante millones de años. Al igual que ocurre en muchos de los procesos críticos del medio ambiente del planeta, los microbios ejercen aquí la influencia más significativa sobre el resultado final.
Así, investigadores del Departamento de Energía de los Estados Unidos, el Joint Genome Institute, la División de Ciencias de la Tierra en el Laboratorio de la Universidad de California en Berkeley, y el Servicio Geológico de Estados Unidos, colaboraron para estudiar cómo responden los microbios encontrados en el permafrost al calentamiento del medio ambiente.
Entre los hallazgos se encuentra más concretamente el esbozo del genoma de un microbio nobel del permafrost que produce metano, un gas de efecto invernadero mucho más potente que el dióxido de carbono. «El permafrost está a punto de convertirse en una fuente importante de gases de efecto invernadero, la temperatura en el Ártico aumentará drásticamente en comparación con el incremento de temperatura esperado en muchas otras regiones del mundo», afirma Janet Jansson, coautora y promotora del estudio.
Es más, apunta que, mediante la aplicación de la metagenómica para estudiar la composición de la comunidad microbiana y su función, se puede responder a preguntas sobre cómo los microbios que residen en el permafrost liberarán gases de efecto invernadero durante el deshielo. «Esto proporcionará una valiosa información que podría conducir a mejorar los modelos del ciclo del carbono y al desarrollo de eventuales estrategias de mitigación», añade la experta.
ATRAPADO EN EL PERMAFROST
De acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, en 2009 la combustión de combustibles fósiles produjo 5.200 millones de toneladas métricas de emisiones de dióxido de carbono, una pequeña fracción de este dióxido de carbono quedó atrapado en el permafrost del Ártico.
Comprender los procesos microbianos en los suelos congelados y los impactos de esta actividad microbiana en los ciclos del dióxido de carbono es una prioridad para el investigador Mark Waldrop, cuyo proyecto ‘2010 Community Sequencing Program’, en colaboración con Jansson, se centra en la comparación de la respuesta de los microorganismos a la descongelación del permafrost en procesos a corto y largo plazo.
Para ello, Waldrop tomó muestras de permafrost de los bosques de abeto negro en Hess Creek, Alaska. Las muestras fueron incubadas durante la descongelación a cinco grados centígrados para luego ser sometidas a un análisis de ADN. Según los investigadores, «estas comunidades microbianas son muy diversas, un sólo gramo de suelo puede contener miles de diferentes especies de bacterias y miles de millones de células».
Los científicos generaron casi 40 mil millones de bases de secuencia de ADN en bruto e identificaron varios microbios que producen metano. «Este es el primer ejemplo de un montaje exitoso de un metagenoma de gran complejidad», afirman los autores. Además, la información genómica reveló que los microbios tenían genes para la fijación del nitrógeno, por lo que este estudio es también el primero en describir un potencial de fijación de nitrógeno en el permafrost.
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