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NITROX- Nitrogen regeneration under changing oxygen conditions

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Un estudio revela que las bacterias fijadoras de N2 pueden contrarrestar la desoxigenación del agua

Desde que se detectaron bacterias fijadoras de dinitrógeno (N2) en aguas profundas con niveles bajos de oxígeno, se ha sospechado que tienen una función en la desoxigenación del agua, que es uno de las muchas consecuencias del cambio climático. Parece que, además de tener una función, esta es de mitigación, no de empeoramiento.

Cambio climático y medio ambiente

La desoxigenación de los océanos es una consecuencia ampliamente discutida del cambio climático. Sin embargo, la evolución de la cantidad de nitrógeno es igualmente importante. Por un lado, hay nitrógeno presente en excrementos, fertilizantes y combustibles fósiles, que finalmente acaba en ríos y océanos, alimenta las algas y, a medida que estas mueren y se hunden, reducen el oxígeno del agua. Por otro lado, el nitrógeno alimenta el fitoplancton, por lo que es una parte fundamental de la cadena trófica del océano. La doctora Carolin Löscher, profesora adjunta en la Universidad de Dinamarca Meridional y coordinadora del proyecto NITROX (Nitrogen regeneration under changing oxygen conditions), cree que el estudio de las pocas bacterias capaces de fijar gas dinitrógeno (N2) es una de la claves para entender la evolución de los océanos: «No sabemos demasiado sobre estas bacterias, su contribución a la cantidad de nitrógeno del océano y cómo alimentan las algas con recursos de nitrógeno». Los investigadores solían pensar que estas fijadoras de N2 solo podían encontrarse en aguas superficiales bajas en nutrientes, pero en 2014 Löscher encontró pruebas de que también estaban presentes en aguas peruanas más profundas con bajos niveles de oxígeno. «Sospechaba que la fijación de N2 en realidad tenía una función importante en el control de la tasa de desoxigenación de las aguas en zonas de mínimo oxígeno. Esto significaría que lo que fuese que controlaba la fijación de N2 en esas aguas podría controlar la desoxigenación del océano», explica la doctora Löscher. A través del proyecto NITROX, la doctora Löscher intentó verificar esta hipótesis. Se propuso identificar qué microbios participaban en la fijación de N2 en las zonas de mínimo oxígeno (ZMO) a través de métodos dedicados de genética molecular, medir su alcance e investigar cómo se regulaba y respondía ante la pérdida de oxígeno. Según explica la doctora Löscher: «Puede que nuestro hallazgo más importante sea la regulación de retroalimentación entre la fijación de N2, principal producción de las algas y las cianobacterias, y su degradación una vez mueren y se hunden en el agua. Esto significa que las condiciones de bajos niveles de oxígeno favorecen la fijación de N2 y así se permite que las algas crezcan, con la subsiguiente desoxigenación». En principio, este proceso haría que las aguas con bajos niveles de oxígeno se expandiesen continuamente. No obstante, tal como demuestra NITROX, la anoxia extrema debida a la producción de sulfuro de hidrógeno detiene la fijación de N2 y, así, su producción. «Como resultado, no se produce ni se genera más material orgánico, y el consumo de oxígeno en las aguas más profundas disminuye. Esta es la primera prueba de un ciclo de retroalimentación impulsado por bacterias que puede contrarrestar una de las consecuencias del cambio climático, es decir, la desoxigenación del océano», comenta Löscher con entusiasmo. La existencia de tal mecanismo, capaz de contrarrestar el cambio climático, supone una revolución y muestra una vez más la capacidad del planeta para autorregularse. Si bien esto no elimina los efectos del cambio climático causado por el ser humano, la doctora Löscher cree que es una revelación. Aunque el proyecto NITROX ya ha finalizado, la doctora Löscher tiene intención de continuar con su investigación centrándose en otras regiones ZMO. «Me gustaría comprobar si puede tratarse de un fenómeno global o general. Además, encontré indicios de otros dos bucles de retroalimentación microbiana que tal vez estén mitigando la expansión de ZMO, y propondré un proyecto a gran escala relativo al poder conjunto de estos bucles de retroalimentación en forma de un proyecto de subvención de inicio del CEI», concluye.

Palabras clave

NITROX, algas, nitrógeno, desoxigenación, cambio climático, bacterias, fijadores de N2, dinitrógeno

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