Las costras construidas por microbios enfrentan amenazas del cambio climático y los cambios en el uso de la tierra.
En la batalla incesante contra el polvo, los humanos poseen un amplio arsenal de armas, desde paños de microfibra hasta plumeros y aspiradoras. Pero una nueva investigación sugiere que nada de esa tecnología puede compararse con el arma secreta de la naturaleza: las costras biológicas del suelo.
Estas biocostras son capas delgadas y cohesivas de suelo, pegadas entre sí por organismos que habitan en la tierra, que a menudo tapizan paisajes áridos. Aunque son inocuas, los investigadores ahora estiman que estas pieles ásperas del suelo evitan que alrededor de 700 teragramos (30,000 veces la masa de la Estatua de la Libertad) de polvo se dispersen en el aire cada año, lo que reduce las emisiones globales de polvo en un asombroso 60 por ciento. A menos que se tomen medidas para preservar y restaurar las biocortezas, que están amenazadas por el cambio climático y los cambios en el uso de la tierra, el futuro será mucho más polvoriento, informan la ecologista Bettina Weber y sus colegas en línea el 16 de Mayo en Nature Geoscience.
Los ecosistemas de tierras secas, como sabanas, matorrales y desiertos, pueden parecer estériles, pero brindan este importante servicio natural que a menudo se pasa por alto, dice Weber, del Instituto Max Planck de Química en Mainz, Alemania. Estos hallazgos «realmente exigen la conservación de la biocostra».
Las biocostras cubren alrededor del 12 por ciento de la superficie terrestre del planeta y se encuentran con mayor frecuencia en regiones áridas. Están construidas por comunidades de hongos, líquenes, cianobacterias y otros microorganismos que viven en los milímetros superiores del suelo y producen sustancias adhesivas que agrupan las partículas del suelo. En los ecosistemas de tierras secas, las biocostras juegan un papel importante en la concentración de nutrientes como el carbono y el nitrógeno y también ayudan a prevenir la erosión del suelo ( SN: 4/12/22 ).
Y dado que la mayor parte del polvo del mundo proviene de tierras secas, las biocostras son importantes para mantener el polvo adherido al suelo. El polvo caído puede transportar nutrientes que benefician a las plantas, pero también puede reducir la calidad del agua y del aire, acelerar el derretimiento de los glaciares y reducir el caudal de los ríos. Por ejemplo, en la cuenca superior del río Colorado, los investigadores descubrieron que el polvo no solo disminuía la capacidad de la nieve para reflejar la luz solar, sino que también acortaba la duración de la capa de nieve en semanas, reduciendo los flujos de agua de deshielo en el río Colorado en un 5 por ciento. Eso es más agua de la que la ciudad de Las Vegas consume en un año, dice Matthew Bowker, un ecologista de la Universidad del Norte de Arizona en Flagstaff que no participó en el nuevo estudio.
Los experimentos ya habían demostrado que las biocostras fortalecían los suelos contra la erosión, pero Weber y sus colegas tenían curiosidad por saber cómo se desarrollaba ese efecto a escala global. Entonces, extrajeron datos de estudios experimentales que midieron las velocidades del viento necesarias para erosionar el polvo de varios tipos de suelo y calcularon cómo las diferencias en la cobertura de la biocorteza afectaron la generación de polvo. Descubrieron que las velocidades del viento necesarias para erosionar el polvo de los suelos completamente protegidos por biocostras eran en promedio 4,8 veces mayores que las velocidades del viento necesarias para erosionar los suelos desnudos.
Luego, los investigadores incorporaron sus resultados, junto con los datos sobre la cobertura global de la biocorteza, en una simulación climática global que les permitió estimar la cantidad de polvo que atrapan las biocortezas del mundo cada año.
“Nadie ha intentado realmente hacer ese cálculo globalmente antes”, dice Bowker. «Incluso si su número es incorrecto, nos muestra que el número real probablemente sea significativo».
Usando proyecciones de las condiciones climáticas futuras y datos sobre las condiciones que pueden tolerar las biocortezas, Weber y sus colegas estimaron que para 2070, el cambio climático y los cambios en el uso de la tierra pueden resultar en pérdidas de biocorteza del 25 al 40 por ciento, lo que aumentaría las emisiones globales de polvo en 5 al 15 por ciento.
Preservar y restaurar la biocorteza será clave para mitigar la erosión del suelo y la producción de polvo en el futuro, dice Bowker. Con suerte, estos resultados ayudarán a generar más discusiones sobre los impactos de los cambios en el uso de la tierra en la salud de la biocorteza, dice. “Necesitamos tener esas conversaciones”.
Citas
E. Rodriguez-Caballero et al. Global cycling and climate effects of aeolian dust controlled by biological soil crusts. Nature Geoscience. Published online May 16, 2022. doi: 10.1038/s41561-022-00942-1.
E. Rodriguez-Caballero et al. Dryland photoautotrophic soil surface communities endangered by global change. Nature Geoscience. Published online February 26, 2018. doi: 10.1038/s41561-018-0072-1.
T.H. Painter et al. Response of Colorado River runoff to dust radiative forcing in snow. Proceedings of the National Academy of Sciences. Vol. 107, October 5, 2010, p. 17125. doi: 10.1073/pnas.0913139107.
Fuente: Science News.
Artículo original: ‘Biocrusts reduce global dust emissions by 60 percent‘. Nikk Ogasa. May 24, 2022.
Material relacionado
Costras biológicas del suelo y multifuncionalidad de los ecosistemas
Fernando Maestre ha escrito un buen resumen de la investigación presentada en el paper, que proporcionamos a continuación.
Las costras biológicas del suelo (Biological Soil Crusts BSC, por sus siglas en inglés) son comunidades especializadas formadas por musgos, líquenes, hepáticas, cianobacterias y otros organismos que viven en la superficie del suelo en los ecosistemas de tierras secas de todo el mundo, donde pueden constituir hasta el 70 % de su cubierta viva. Estas comunidades ejercen una fuerte influencia en los procesos clave del ecosistema, como la infiltración, los flujos de CO2 y la fijación y transformación del nitrógeno, influyen en el establecimiento y desarrollo de las plantas vasculares y mantienen comunidades particulares de microbios, hongos, nematodos y micro artrópodos. Por lo tanto, las BSC son cruciales para mantener la estructura y el funcionamiento del ecosistema en las tierras secas.
Lee el artículo completo:
- Biological soil crusts and ecosystem multifunctionality. Scott Chamberlain. The Blog, Journal of Ecology, British Ecological Society. January 31, 2012.
El cambio climático conduce a la disminución de las biocostras de líquenes
Crédito: Rebecca Finger-Higgens.
A medida que las temperaturas del verano continúan aumentando, es posible que se pierdan importantes organismos formadores de biocostras en el suroeste de los Estados Unidos.
Las costras biológicas del suelo, o biocostras, son comunidades de organismos vivos en la superficie del suelo y se conocen como la “ piel viva ” de los ecosistemas de tierras secas. Ellos cementan los granos del suelo juntos, protegiendo así los suelos de las tierras secas de la erosión. Las biocostras también agregan nutrientes críticos al suelo al convertir el nitrógeno de la atmósfera en amoníaco, que sirve como una especie de fertilizante para plantas y microbios.
Desafortunadamente, el pisoteo del ganado y la actividad humana, como conducir vehículos fuera de la carretera, dificultan la supervivencia de la biocostra. Una nueva investigación publicada en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América ha sugerido que hay otro fenómeno al que las biocostras son sensibles: el cambio climático.
- Climate Change Leads to Decline in Lichen Biocrusts. Derek Smith. Eos, May 26, 2022.
Más de 57 mil millones de toneladas de suelo se han erosionado en el medio oeste de EE. UU.
Con suelos ricos para el cultivo, la mayor parte de la tierra en el medio oeste de los Estados Unidos se ha convertido de praderas de pastos altos a campos agrícolas. Queda menos del 0,1 por ciento de la pradera original.
Este cambio en los últimos 160 años ha resultado en tasas asombrosas, e insostenibles, de erosión del suelo para la región, informan los investigadores en la edición de Marzo de Earth’s Future. Se estima que la erosión es el doble de la tasa que el Departamento de Agricultura de EE. UU. dice que es sostenible. Si continúa sin cesar, podría limitar significativamente la producción de cultivos en el futuro, dicen los científicos.
Uso de bacterias para curar el desierto
La erosión es un gran problema en el seco oeste americano. Pero hay esperanza; El científico del suelo Matthew Bowker de la Universidad del Norte de Arizona le dice al presentador Steve Curwood que está usando bacterias para ayudar a traer una corteza viva a la superficie del desierto.
- Using Bacteria to Heal the Desert. Livng on Earth. February 14, 2014.
Ver también:
- Biocrust “Probiotics” Can Aid Dryland Restoration Efforts. Derek Smith. Eos, January 10, 2022.
Miscelánea
Las tormentas severas de arena y polvo son un riesgo subestimado en la región del Golfo de Arabia, a pesar de las medidas de mitigación.
Las causas precisas de las tormentas de arena y polvo (Sand and Dust Storms, SDSs) no se conocen por completo. Envueltas en misterio, las SDSs a menudo se perciben en la región del Golfo como fenómenos naturales en gran medida ingobernables. Dado que los daños causados por las SDSs se consideran inevitables, hay pocos intentos de desviar el agua del Golfo tierra adentro o de construir vegetación o muros para protegerse de los vientos. Tal quietismo, sin embargo, ignora el hecho de que las tormentas de polvo antropogénicas, si bien son tres veces menos frecuentes que las naturales, tienen fuentes que se prestan a remediar. Si bien cuantificar las fuentes de las SDSs es un desafío, el modelado global de polvo permite comprender la contribución antropogénica a su aparición. Los actores regionales, armados con una mejor comprensión de estas causas, están comenzando a responder ante la intensificación de las SDSs.
- Las tormentas severas de arena y polvo son un riesgo subestimado en la región del Golfo de Arabia, a pesar de las medidas de mitigación. Carlos Costa. LIADA Sección Planeta Azul. Mayo 29, 2022.