Investigadors del Centre d'Estudis Avançats de Blanes del CSIC col·laboren en un estudi internacional que prediu els efectes del canvi climàtic en els ecosistemes de muntanya a Europa. Han estudiat quasi 16.000 gens funcionals de bacteris, algues i fongs del microbioma aquàtic de rius de muntanya. El microbioma augmentarà en un 30% la diversitat genètica, i descompondrà i alliberarà a l'atmosfera més quantitat de carboni en zones alpines i boreals. Els efectes seran més acusats en les regions nord i central d'Europa i Àsia.
La comprensió a gran escala dels patrons de la diversitat funcional microbiana és essencial per anticipar els impactes del canvi climàtic en els ecosistemes de tot el món. Els gradients d'altitud i temperatura en zones de muntanya de diferent latitud són excel·lents laboratoris naturals per entendre aquests processos i predir les respostes dels ecosistemes i de la biosfera en general als canvis desencadenats per l'alteració de el sistema climàtic.
Científics finlandesos, xinesos i espanyols han realitzat un estudi a escala continental per predir els efectes del canvi climàtic en els ecosistemes de muntanya d'Europa i Àsia, a altituds que van des dels 18 fins als 4045 metres sobre el nivell de la mar. Entre ells hi ha investigadors del Centre d'Estudis Avançats de Blanes (CEAB) del CSIC.
Els científics han recollit mostres del microbioma aquàtic que creix sobre les roques i pedres cobertes d'aigua en torrents d'àrees muntanyoses a Noruega, Espanya i Xina, i han identificat gairebé 16,000 gens funcionals de bacteris, algues i fongs. Aquests gens són essencials per al cicle de nutrients, l'autodepuració de les aigües i el funcionament saludable de l'ecosistema. La seva diversitat funcional augmenta l'eficiència en la descomposició del carboni orgànic i el reciclatge dels compostos biològics.
L'article, publicat a Microbiome, indica que aspectes directament relacionats amb el clima, com la temperatura mitjana durant el període vegetatiu o la precipitació mitjana durant l'hivern, tenen efectes molt marcats en la funcionalitat de l'microbioma, que queda reflectit a grans escales geogràfiques.
Segons mostra l'estudi, el clima controla la diversitat i la composició genètica funcional microbiana en aquests ecosistemes a gran escala. Per tant, tant els gens com els processos ecosistèmics en els quals estan implicats són molt sensibles a les variacions climàtiques, especialment en latituds altes. És probable que la diversitat funcional dels microbis creixi i la seva composició variï a mesura que el clima es torna més càlid.
"El que veiem és que el clima controla de manera fonamental els patrons biogeogràfics de gens funcionals microbians, de manera que en un escenari de canvi climàtic esperem canvis importants en la diversitat i composició dels mateixos" comenta Fèlix Picazo, autor principal de l'estudi. "Això ens porta a pensar en possibles alteracions de processos ecosistèmics clau, com l'emissió de gasos d'efecte hivernacle, el reciclatge de nutrients o la capacitat de resposta davant de situacions d'estrès", conclou.
Podrien alliberar una major quantitat de gasos d'efecte hivernacle
"Els resultats d'aquest estudi suggereixen que els processos que duu a terme el microbioma i que resulten vitals per a les vies fluvials, com la descomposició de la matèria orgànica i el reciclatge de nutrients, podrien tornar-se cada vegada més eficients i, per això, podrien alliberar una major quantitat de gasos d'efecte hivernacle a l'atmosfera", indica Emilio O Casamayor, investigador del CSIC al Centre d'Estudis Avançats de Blanes.
"Aquesta alteració suposarà una acceleració dels cicles biogeoquímics en zones alpines i boreals, el que podria exacerbar inicialment la modificació climàtica en curs, si bé aquests sistemes podrien tornar-se més productius", pronostica.
L'estudi conclou que els canvis que està experimentant el sistema climàtic actual tindran efectes directes sobre la funcionalitat dels ecosistemes aquàtics de muntanya, i aquests efectes seran més acusats en les regions nord i central d'Europa i Àsia, on la diversitat de gens funcionals pot créixer fins a un 30% i la composició dels gens funcionals pot canviar fins a un 35% per 2060-2080, en comparació amb la situació actual.
Picazo, F., Vilmi, A., Aalto, J., Soininen, J., Casamayor, E.O. et al. Climate mediates continental scale patterns of stream microbial functional diversity. Microbiome 8, 92 (2020). https://doi.org/10.1186/s40168-020-00873-2