I batteri possono influenzare il clima

I batteri possono contribuire maggiormente ai cambiamenti del clima man mano che il pianeta si riscalda.

Nel momento in cui i batteri si adattano a temperature più calde, accelerano la loro frequenza respiratoria e rilasciano più carbonio, potenzialmente accelerando i cambiamenti climatici.

Rilasciando più carbonio all'aumentare della temperatura globale, i batteri e gli organismi correlati, chiamati archaea (archèobatteri o archebatteri), potrebbero aumentare il riscaldamento climatico a un ritmo più rapido di quanto suggeriscano gli attuali modelli. Una nuova ricerca, pubblicata su Nature Communications, (1) condotta dagli scienziati dell'Imperial College di Londra, potrebbe aiutare a costruire modelli più accurati del futuro riscaldamento climatico.

I batteri e gli archei, noti collettivamente come procarioti, sono presenti in tutti i continenti e costituiscono circa la metà della biomassa globale, il peso totale di tutti gli organismi sulla Terra. La maggior parte dei procarioti respira utilizzando energia e rilasciando anidride carbonica, proprio come facciamo quando espiriamo. La quantità di anidride carbonica rilasciata durante un determinato periodo di tempo dipende dalla frequenza respiratoria del procariota, che può variare in risposta alla temperatura.

Tuttavia, l'esatta relazione tra temperatura, frequenza respiratoria e produzione di carbonio non è totalmente compresa. Ora, riunendo un database di variazioni della frequenza respiratoria in base alla temperatura di 482 procarioti, i ricercatori hanno scoperto che la maggior parte incrementa la loro produzione di carbonio in risposta a temperature più elevate in misura maggiore di quanto si pensasse in precedenza.

Il dottor Samraat Pawar, (2) ricercatore capo del Dipartimento di Scienze della Vita dell'Imperial College di Londra, ha dichiarato: “A breve termine, su una scala da giorni a ore, i singoli procarioti aumenteranno il loro metabolismo e produrranno più anidride carbonica. Tuttavia, c'è ancora un picco massimo di temperatura alla quale il loro metabolismo diventa inefficiente. Nel lungo periodo, calcolato in anni, queste comunità procariote si evolveranno per essere più efficienti a temperature più elevate, consentendo loro di aumentare ulteriormente il loro metabolismo e la loro produzione di carbonio. L'aumento delle temperature causa quindi un particolare effetto su molte comunità procariote, consentendogli di funzionare in modo più efficiente sia a breve che a lungo termine e creando un contributo ancora maggiore al carbonio globale e alle conseguenti temperature.”

I ricercatori hanno compilato le risposte dei procarioti ai cambiamenti di temperatura in tutto il mondo e in tutte le diverse condizioni - dai laghi salati dell'Antartico al di sotto degli 0 °C alle piscine termali sopra i 120 °C. Gli studiosi hanno scoperto che i procarioti che di solito operano in un intervallo di temperatura media - inferiore a 45 °C - mostrano una forte risposta al cambiamento di temperatura, aumentando la loro respirazione sia a breve termine (da giorni a settimane) che a lungo termine (da mesi a anni).

I procarioti che operano in intervalli di temperatura più elevati - al di sopra di 45 ° C - non hanno mostrato una risposta simile, ma dal momento che operano a temperature così elevate, è improbabile che siano influenzati dai cambiamenti climatici.

Le risposte a breve termine dei procarioti a media temperatura al riscaldamento erano più elevate di quelle riportate per gli eucarioti - organismi con cellule più complesse, tra cui tutte le piante, i funghi e gli animali.

Il team ha creato un modello matematico che prevedeva come questi cambiamenti nella frequenza respiratoria avrebbero influenzato la produzione di carbonio delle comunità procariote. Ciò ha rivelato che le variazioni a breve e lungo termine della frequenza respiratoria si combinerebbero per creare un aumento più grande del previsto della produzione di carbonio, che attualmente non viene preso in considerazione negli ecosistemi e nei modelli climatici.

L'autore principale della nuova ricerca, il dottorando Thomas Smith del Dipartimento di Scienze della Vita, ha dichiarato: “La maggior parte dei modelli climatici presuppongono che i tassi di respirazione di tutti gli organismi rispondano alla temperatura allo stesso modo, ma il nostro studio dimostra che i batteri e gli archei sono suscettibili di allontanarsi dalla 'media globale'. Data la probabile che questi microrganismi contribuiscano in modo significativo alla respirazione totale e alla produzione di carbonio in molti ecosistemi, è importante che i modelli climatici tengano conto della loro maggiore sensibilità alle variazioni di temperatura sia a breve che a lungo termine. Soprattutto per le future previsioni climatiche, vorremmo anche sapere come il numero di procarioti e la loro abbondanza all'interno degli ecosistemi locali potrebbero cambiare con l'aumentare delle temperature.”

Riferimenti:

(1) Community-level respiration of prokaryotic microbes may rise with global warming

(2) Samraat Pawar

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Bacteria may contribute more to climate change as planet heats up