La scoperta: minuscoli organismi sconosciuti possono avere un enorme impatto sul clima terrestre
I ricercatori hanno scoperto una famiglia di microbi finora sconosciuta, particolarmente adattata alle condizioni di allagamento e scarsità di ossigeno delle torbiere tropicali della foresta pluviale amazzonica nel Perù nordoccidentale.
Secondo un nuovo studio, 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 colleghi della Universidad Nacional de la Amazonía Peruana, hanno identificato una famiglia sconosciuta di microbi particolarmente adattati a condizioni di ambiente sommerso e scarsità di ossigeno delle torbiere tropicali della foresta pluviale amazzonica del Perù nordoccidentale.
Piccoli organismi, grandi impatti sul clima terrestre
Nuove ricerche dimostrano che questi microbi hanno un duplice ruolo nel ciclo del carbonio e hanno 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 sotto forma di gas serra, in particolare CO2 e metano.
Tuttavia, cambiamenti ambientali come la siccità e il riscaldamento globale possono innescarne l'attività e accelerare il cambiamento climatico globale. Inoltre, la continua alterazione umana dell'ecosistema naturale delle torbiere potrebbe rilasciare 500 milioni di tonnellate di carbonio entro la fine del secolo, pari a 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 sue posizioni remote ed è stato 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 dell'ASU.
"Il nostro compito è trovare organismi straordinari che si siano 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 altro ancora."
Lo studio, pubblicato sulla rivista Microbiology Spectrum dell'American Society for Microbiology, sottolinea l'importanza di proteggere le torbiere tropicali per stabilizzare uno dei più importanti sistemi di stoccaggio del carbonio del pianeta e sottolinea la sottile interazione tra la vita microbica e la regolazione del clima globale.
Perché le torbiere sono fondamentali per la stabilità climatica
Le torbiere amazzoniche sono tra le più grandi riserve di carbonio del pianeta: nei loro terreni densi e saturi si immagazzinano circa 3,1 miliardi di tonnellate di carbonio, ovvero circa il doppio del carbonio immagazzinato in tutte le foreste del mondo. Le torbiere svolgono un ruolo fondamentale nello stoccaggio globale del carbonio, perché la loro condizione di ristagno d'acqua rallenta la decomposizione, consentendo alla materia organica di accumularsi per 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 di recente identificazione, appartenenti all'antico gruppo Bathyarchaeia, che formano una rete complessa essenziale per il funzionamento di questo ecosistema.
Lo studio mette in luce le straordinarie 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 niente ossigeno, grazie alla loro flessibilità metabolica.
I microbi si trovano nel bacino avamposto di Pastaza-Marañón, una grande torbiera nella foresta pluviale amazzonica del Perù nordoccidentale. Il bacino, che si estende per circa 100.000 chilometri quadrati, comprende vaste distese di foresta pluviale allagata e paludi con un'antica base di torba.
Questi microbi delle torbiere consumano il monossido di carbonio (un gas tossico per molti organismi) e lo convertono in energia, riducendo al contempo la tossicità del carbonio nell'ambiente. Scomponendo i composti del carbonio, producono idrogeno e CO2, che altri microbi utilizzano per generare metano.
La loro capacità di sopravvivere sia in condizioni di ricchezza di ossigeno che di povertà di ossigeno li rende adatti agli ambienti amazzonici, dove i livelli dell'acqua e la disponibilità di ossigeno variano durante tutto l'anno. Tuttavia, i cambiamenti nelle precipitazioni, nella temperatura 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.
Da pozzo a fonte di emissione di carbonio
Sebbene le torbiere tropicali svolgano attualmente la funzione di pozzi di carbonio, assorbendo più carbonio di quanto ne rilascino, sono sempre più vulnerabili ai cambiamenti climatici.
Il rilascio di miliardi di tonnellate di anidride carbonica e metano dalle torbiere amplificherebbe notevolmente il riscaldamento globale. I risultati evidenziano l'urgente necessità di proteggere le torbiere tropicali dalle attività umane e dallo stress causato dal clima.
Riferimenti allo studio:
Michael J. Pavia et al, Functional insights of novel Bathyarchaeia reveal metabolic versatility in their role in peatlands of the Peruvian Amazon, Microbiology Spectrum (2024). DOI: 10.1128/spectrum.00387-24