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Priming in an aquatic ecosystem - Stream biofilms as hotspots for carbon cycling

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I corsi d'acqua contribuiscono al ciclo globale del carbonio

Gli scienziati sanno che i corsi d'acqua giocano un ruolo chiave nel ciclo globale del carbonio; molte domande rimangono tuttavia senza risposta. Queste includono il modo in cui il carbonio organico, che è legato a un composto organico e protetto nel suolo per lunghi periodi, può essere reso disponibile agli organismi.

Cambiamento climatico e Ambiente

Il progetto PRIMA ("Priming in an aquatic ecosystem - Stream biofilms as hotspots for carbon cycling") ha studiato le condizioni dei ruscelli che portano ai biofilm microbici. I biofilm si creano quando le cellule microbiche si attaccano tra loro su una superficie, come ad esempio il letto di un fiume. PRIMA ha ipotizzato che il carbonio organico terrestre sia soggetto al priming nei biofilm microbici dei corsi d'acqua, e questo gioca un ruolo importante negli ecosistemi acquatici. Il priming avviene quando l'aggiunta di carbonio o azoto influisce sul tasso di decomposizione che si verifica nei biofilm. Del materiale marcato con l'isotopo stabile del carbonio C13 è stato usato per testare il priming tracciando e quantificando il flusso di carbonio. I risultati hanno indicato che il priming non sembrava avvenire nella zona iporreica del fiume, dove acque freatiche poco profonde si mescolano con acque di superficie. Comunque, il priming si verifica nei biofilm, che coesistono a stretto contatto con le alghe sul fondo del fiume. Il materiale emesso dalle alghe può subire un cambiamento e può fare da primer. Inoltre, il metabolismo del biofilm e i cambiamenti al carbonio organico disciolto possono contribuire alla produzione di materia organica "recalcitrante". Due importanti esperimenti sono stati svolti sotto gli auspici di PRIMA. Il primo ha riprodotto i biofilm iporreici in 25 bioreattori che contenevano differenti primer potenziali, incluso il materiale emesso dalle alghe. Il secondo esperimento ha riprodotto biofilm dipendenti dalla luce che vivono sul fondo cresciuti in diverse condizioni di luce. Lo scopo era quello di fornire diverse alghe e, di conseguenza, diversi primer potenziali. Entrambi gli esperimenti hanno utilizzato salice (Salix) cresciuto in un'atmosfera arricchita di anidride carbonica (CO2), dove il gas era marcato con 13C. Il risultato è stato un tessuto vegetale completamente marcato che ha fornito una miscela complessa di materia organica marchiata con 13C, che è stata decomposta per rimuovere la maggior parte dei gruppi funzionali. Il materiale rimanente è stato descritto come recalcitrante ed è stato usato in entrambi gli esperimenti. Questa metodologia ha consentito ai ricercatori di misurare la frazione di CO2 respiratoria proveniente dalla degradazione della materia organica recalcitrante disciolta. Il lavoro svolto dal progetto PRIMA fornisce ulteriori informazioni sul ruolo delle acque interne nel ciclo globale del carbonio. I risultati confermano la loro importanza quali siti principali del ciclo del carbonio, che devono essere presi in considerazione quando di studiano i meccanismi dietro al cambiamento climatico.

Parole chiave

Corsi d'acqua, ciclo carbonio, carbonio organico, suolo, priming, ecosistema acquatico, biofilm microbico, tasso di decomposizione, C13, flusso carbonio, zona iporreica, alghe, materia organica, bioreattore, Salix, tessuto vegetale, acque interne

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