Las maravillas de los microorganismos del suelo
La pérdida de amoniaco en el suelo debido a los procesos de nitrificación que realizan los organismos de este entorno resulta tanto gravosa para los agricultores como perjudicial para el medio ambiente. La nitrificación, antaño considerada exclusiva de las bacterias autótrofas, tiene como resultado la degradación de los fertilizantes basados en amoniaco y la producción de un contaminante de la atmósfera y gas de efecto invernadero (GEI) potente como es el óxido de nitrógeno que además reduce la capa de ozono. La comunidad científica ha descubierto recientemente otros responsables de la nitrificación, las crenarqueotas autótrofas, consideradas recientemente como un nuevo filo denominado Thaumarchaeota, que en griego clásico significa «maravilla» o «milagro». Las arqueas se habían obtenido hasta ahora en entornos marinos o termales pero no se habían aislado hasta ahora en el suelo. Existen indicios genéticos indirectos obtenidos de este entorno que apuntan a que la oxidación del amoniaco producido por las arqueas compensa y sobrepasa el generado por las bacterias correspondientes en una amplia gama de suelos. El proyecto Creneco («La función de las crenarqueotas en la nitrificación del suelo») se creó con el fin de evaluar la responsabilidad tanto de bacterias como de Thaumarchaeota en la oxidación del amoniaco del suelo. También investigaron si la oxidación de amoniaco autótrofa, y no heterótrofa, es una característica generalizada en las Thaumarchaeota del suelo. Un terreno cercano a la Universidad de Aberdeen se sometió a análisis en busca de comunidades de bacterias y arqueas mediante identificación por ADN y cuantificación de ARN ribosómico (ARNr) 16S y genes de arqueas (genes amoA). El aumento del ARNr y de los genes amoA en los procesos de nitrificación apunta a que la oxidación del amoniaco se debe en su mayor parte a las arqueas del suelo y descarta indicios de crecimiento en la comunidad de bacterias. Para evaluar la magnitud de la nitrificación autótrofa de las arqueas, los científicos de Creneco estudiaron un gen clave, el hcd, perteneciente a la ruta autótrofa, no detectado en los linajes heterótrofos. De este modo se crearon marcadores adecuados de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y se comprobó una gran cantidad de hcd en dos muestras de suelo local (una ácida y otra neutra). El aumento de la abundancia de genes paralelo a la nitrificación supuso un indicio de la presencia de nitrificación por arqueas. El empleo de dióxido de carbono etiquetado con C13 también reveló que las arqueas eran los agentes principales de la nitrificación de los suelos. Los resultados de Creneco implican que la oxidación del amoniaco por parte de las arqueas debería suponer una parte importante de los modelos dedicados a los ciclos del carbono y del nitrógeno. La investigación realizada y la prolongación de la misma conllevarán beneficios en muchos campos, como la agricultura, la sanidad y el calentamiento global debido a fenómenos como la pérdida del nitrógeno de los fertilizantes, la contaminación de aguas subterráneas por nitratos y la emisión de GEI, respectivamente.