El estudio de los microorganismos para mitigar los efectos del cambio climático

Esta misma semana nos sorprendía la noticia de que el cambio climático afecta ya a 32 millones de españoles. Sin embargo, los efectos del cambio climático los vienen sufriendo los ecosistemas naturales desde hace años, aunque las personas no nos hayamos dado cuenta de ello. Distintas organizaciones internacionales han auspiciado la creación de Observatorios de Cambio Global en distintos países y zonas geográficas; uno de ellos situado en el Espacio Natural de Sierra Nevada (provincias de Granada y Almería), ya que es un punto especialmente sensible para detectar de forma temprana estos cambios. Aunque es conocida la labor y esfuerzos realizados en el estudio de organismos superiores (plantas y animales), son menos conocidos los estudios sobre lo microorganismos y las implicaciones que los mismos pueden tener sobre el resto de componentes del ecosistema.

En este contexto, se han llevado a cabo distintos proyectos de investigación sobre los microbiomas de las quercíneas (principalmente encinas y robles) del Espacio Natural de Sierra Nevada. La incidencia de los incendios forestales podría incrementarse en un futuro, y por tanto se ha estudiado cuáles son los microorganismos y los procesos bioquímicos que pueden ayudar a recuperar el ecosistema. Así, hemos visto que en este proceso de recuperación tienen un papel destacado las Actinobacterias, géneros Arthrobacter y Blastococcus, que aumentan su número hasta ser casi la cuarta parte de todos los microorganismos del suelo.

Estas bacterias destacan por su capacidad de crecer en suelos pobres en nutrientes (oligotrofia), al tiempo que pueden ser capaces de metabolizar restos de madera quemada, y aportar nuevo nitrógeno al ecosistema. El nitrógeno es un elemento esencial para el desarrollo de las plantas, que se pierde como consecuencia de los incendios y de la erosión de los suelos; tan sólo las bacterias y arqueas (procariotas) son capaces de obtenerlo a partir del Nitrógeno atmosférico y así ponerlo a disposición del resto de organismos del ecosistema. Pero también son capaces de convertir en amonio disponible para las plantas otras fuentes inorgánicas de nitrógeno presentes en el suelo quemado.

Además, en la raíz de una encina quemada, estos microorganismos son capaces de desarrollarse y ayudar al crecimiento de un nuevo árbol mediante el aporte de elementos que se han convertido en escasos después del desastre natural como son el Fósforo o el Hierro, disminuyendo el nivel de estrés de la planta al actuar sobre la síntesis de la fitohormona Etileno, o bien obteniendo un suplemento de nutrientes a partir de fuentes inorgánicas. Es decir, estas bacterias son capaces de desarrollar una amplia batería de actividades promotoras del crecimiento vegetal. Por otra parte, hemos visto que las comunidades microbianas de las encinas silvestres son naturalmente resilientes; y así las variaciones que sufren tras un periodo de exclusión de lluvia de 10 años son menores que las variaciones que sufren de forma natural debidas al cambio estacional a lo largo de un año normal. Todos estos resultados nos hacen ser optimistas sobre la posibilidad de utilizar los microorganismos naturales presentes en el suelo para aumentar la salud de nuestros encinares y su resiliencia frente al cambio climático.

En este sentido, aprovechando el gradiente altitudinal que nos ofrece Sierra Nevada, también hemos estudiado la adaptación al cambio climático de las comunidades de microorganismos asociados a la raíz del roble melojo. El conocimiento del microbioma, tanto el total como el activo, de esta especie arbórea nos ha permitido identificar microorganismos clave que le ayudan a su supervivencia. Entre ellos encontramos a los géneros Phenylobacterium, bacteria poco abundante pero muy activa; a Chitinophaga poco activa pero muy abundante; o a Bradyrhizobium muy importante en ambas condiciones. Estos y otros microorganismos están siempre presentes en la rizosfera de los robles independientemente de la altitud a la que estén creciendo los árboles.

Los cambios de las comunidades microbianas por efecto de la altitud se basan en la abundancia relativa de cada género, más que en la presencia/ausencia de géneros concretos. Y que, a mayor altitud, en un suelo con menos materia orgánica, se potencia un metabolismo para captar nutrientes desde fuentes inorgánicas, desarrollando por lo demás rutas metabólicas muy similares. Es decir, frente al cambio climático, se puede optar por favorecer el desarrollo de robledales a mayor altitud ya que los microorganismos con los que interaccionan ya han colonizado estas alturas.

En conjunto, pensamos que los microorganismos identificados pueden ser muy importantes en la conservación de la vegetación de los espacios naturales. Un correcto uso de los mismos puede ayudar a mitigar los efectos del cambio climático y potenciar la resiliencia de las especies vegetales, así como de todo el ecosistema.