Bases para modelos climáticos que incorporen la evolución darwiniana
El suelo almacena más carbono que la atmósfera terrestre y la biomasa vegetal juntas. Al ser la mayor fuente y el sumidero más grande de carbono que se intercambia con la atmósfera, es un factor determinante del clima de la Tierra. Los microbios del suelo desempeñan un papel clave en este intercambio al descomponer la materia orgánica del suelo (MOS). Los microbios se adaptan y evolucionan mediante procesos que incluyen la mutación y la dispersión (el movimiento y la colonización en otros lugares, con un impacto potencial en el flujo de genes en el espacio). Los modelos mundiales actuales del suelo no lo tienen en cuenta. Con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA), el equipo del proyecto GLOBALECOEVO se propuso colmar esta laguna, al aportar datos sobre la adaptación microbiana a los cambios en la química de la cubierta muerta y su impacto en las emisiones de carbono del suelo.
Adaptación microbiana a la química de la cubierta muerta a microescala
La MOS es principalmente cubierta muerta vegetal, es decir, material vegetal muerto que ha caído al suelo. Según Elsa Abs, beneficiaria de una beca de las MSCA, que trabajó con el supervisor del proyecto, Philippe Ciais, en el Laboratorio de Ciencias del Clima y del Medio Ambiente coordinado por la Universidad de Versalles Saint-Quentin-en-Yvelines: «Al principio del proyecto, cambié mi método de la humedad del suelo a la química de la cubierta muerta, que según varios estudios empíricos tiene un impacto aún mayor en la descomposición microbiana. Se espera que la química de la cubierta muerta se modifique con el cambio climático porque, a medida que el planeta se calienta, las especies vegetales se desplazan a latitudes más altas en busca de la temperatura a la que están acostumbradas».
Evolución de los microbios del suelo y sus compañeros
La beca de investigación de las MSCA brindó a Abs la oportunidad no sólo de colmar una laguna crítica en los modelos climáticos, sino también de crecer profesionalmente, lo que añade competencias importantes a su caja de herramientas. Se había estudiado la evolución microbiana de forma teórica, mediante un modelo matemático. Dentro de GLOBALECOEVO, se desarrolló un modelo numérico para hacer predicciones y dar cabida a una complejidad mucho mayor. En el proceso también se aprendió el lenguaje de programación Python utilizando DEMENT, un modelo de simulación numérica basado en agentes y de código abierto. El modelo de Abs se diseñó para responder a dos preguntas clave: si los distintos procesos de adaptación (es decir, dispersión y mutación) a la química de la cubierta muerta conducían a la misma adaptación y si la evolución microbiana por mutación puede contribuir a la adaptación microbiana al cambio climático. Su objetivo final era integrar su modelo numérico microbiano pionero que incorpora la evolución en un modelo de superficie terrestre.
Impacto de la evolución microbiana en los modelos mundiales del suelo
En GLOBALECODEVO se añadió con éxito la adaptación/evolución por dispersión y mutación al modelo DEMENT, que ahora puede modelar la adaptación de una comunidad microbiana a los cambios en la química de la cubierta muerta y los cambios resultantes en la descomposición de la MOS. Esto llevó a descubrir que las predicciones del deterioro del MOS dependen del proceso de adaptación que se produzca. «Por último, propuse una forma de simplificar la dinámica compleja de la evolución microbiana e integrarla en los modelos de la superficie terrestre. Ahora estoy trabajando para comprobar si la evolución microbiana puede tener un fuerte efecto a escala mundial», explica Abs. Abs sabía que sería difícil convencer a la comunidad de modelos climáticos de la importancia de la evolución microbiana, pero su trabajo extraordinario ha captado su atención. En su último artículo, evalúa el impacto potencial de la evolución microbiana en la retroalimentación carbono-clima. La investigación de Abs nos acerca a la integración de un proceso biológico fundamental, la evolución darwiniana, en los modelos climáticos para lograr mayor precisión y oportunidad de intervención.
Palabras clave
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