A medida que aumentan las temperaturas globales, particularmente en las regiones de latitudes altas, los microbios del suelo están experimentando un cambio crítico en la forma en que procesan los nutrientes. Tradicionalmente, estos microbios actúan como recicladores, convirtiendo el nitrógeno en formas que las plantas pueden utilizar. Sin embargo, una nueva investigación realizada en Islandia revela que el calentamiento del suelo está provocando que los microbios retengan nitrógeno internamente, reduciendo la cantidad disponible para el crecimiento de las plantas y potencialmente exacerbando el cambio climático. Este cambio altera el ciclo natural de los nutrientes, con implicaciones de gran alcance para la vegetación y los niveles atmosféricos de gases de efecto invernadero.
Un experimento natural en Islandia
Los hallazgos surgen de un estudio único a largo plazo realizado en pastizales subárticos cerca de Hveragerði, Islandia. Una serie de terremotos en 2008 crearon inadvertidamente un laboratorio natural: la actividad geotérmica calentó parches de suelo entre 0,5°C y 40°C por encima de lo normal, lo que permitió a los investigadores observar las respuestas de los ecosistemas en condiciones de calentamiento sostenido. Este experimento natural brindó una rara oportunidad de estudiar cómo los microbios se adaptan a los aumentos de temperatura a largo plazo de una manera que las condiciones controladas de laboratorio no pueden replicar por completo.
Los investigadores utilizaron nitrógeno-15 para rastrear el flujo de nutrientes y descubrieron que después de una pérdida inicial de nitrógeno del suelo, los microbios se volvieron cada vez más conservadores. En lugar de liberar amonio (un subproducto del nitrógeno utilizable por las plantas), comenzaron a reciclar el nitrógeno internamente. Este comportamiento, descrito por un investigador como el equivalente microbiano de “retener la orina”, reduce la disponibilidad de nitrógeno para las plantas.
Las implicaciones para los ecosistemas
Este acaparamiento microbiano tiene efectos tanto positivos como negativos. Por un lado, evita una mayor pérdida de nitrógeno por lixiviación o liberación a la atmósfera en forma de óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero. Sin embargo, también intensifica la competencia entre plantas y microbios por los recursos limitados de nitrógeno.
Se está alterando el delicado equilibrio entre el crecimiento de las plantas (que absorben carbono) y la descomposición microbiana (que libera nitrógeno). Si los microbios priorizan sus propias necesidades, el crecimiento de las plantas puede ralentizarse, reduciendo la capacidad del ecosistema para compensar las emisiones de carbono. Esto podría acelerar el calentamiento en lugar de mitigarlo, socavando las suposiciones de algunos modelos climáticos.
El calentamiento temprano es crítico
Los investigadores ahora están estudiando las etapas iniciales del calentamiento del suelo para determinar qué sucede antes de que ocurra una pérdida significativa de nutrientes. El trasplante de suelos normales a áreas calentadas sugiere que la mayor parte del agotamiento de nutrientes ocurre temprano, dentro de los primeros 5 a 10 años de calentamiento. Este hallazgo enfatiza que los efectos más dañinos ocurren durante la fase inicial del aumento de temperatura, lo que hace crucial una intervención rápida.
Un bucle de retroalimentación de carbono inminente
El estudio destaca una posible subestimación en los modelos climáticos con respecto a la contribución de la pérdida de nitrógeno y carbono del suelo frío al calentamiento global. Los suelos árticos almacenan enormes cantidades de materia orgánica parcialmente descompuesta, una enorme reserva de carbono. Las temperaturas más cálidas aumentan la actividad microbiana, acelerando la descomposición y liberando más dióxido de carbono.
Ahora se está cuestionando la expectativa de que las plantas crecerían más vigorosamente en condiciones más cálidas y absorberían este exceso de carbono. En cambio, el acaparamiento microbiano reduce la disponibilidad de nitrógeno, debilitando el crecimiento de las plantas y disminuyendo la capacidad del ecosistema para actuar como sumidero de carbono. Esto crea un ciclo de retroalimentación peligroso: menor crecimiento de las plantas, suelos más pobres y continuas emisiones de gases de efecto invernadero.
Advertencias e investigaciones futuras
Si bien es innovador, el estudio reconoce limitaciones. Es posible que los suelos calentados geotérmicamente no reflejen perfectamente los patrones de calentamiento global, que incluyen aumentos en la temperatura del aire, no solo el calentamiento a nivel de raíz. Además, los suelos volcánicos islandeses difieren de los paisajes árticos ricos en turba que se encuentran en Escandinavia y Rusia. Es vital realizar más investigaciones en diversos entornos árticos para confirmar estos hallazgos.
Estos hallazgos subrayan un aspecto crucial pero pasado por alto del cambio climático: la compleja interacción entre los microbios, las plantas y los ciclos de nutrientes. Ignorar estas dinámicas podría conducir a predicciones climáticas inexactas y estrategias de mitigación ineficaces.
