Les emissions antropogèniques de diòxid de carboni (CO2), a més de provocar l’escalfament global del planeta, alteren la química de les aigües dels oceans, conduint-les cap a una progressiva acidificació. Això té importants repercussions per als organismes marins, sobretot per a aquells que construeixen closques o esquelets de carbonat càlcic, com ara els coralls, els mol·luscs i importants espècies del fitoplàncton.
Les emissions antropogèniques de diòxid de carboni (CO2), a més de provocar l’escalfament global del planeta, alteren la química de les aigües dels oceans, conduint-les cap a una progressiva acidificació. Això té importants repercussions per als organismes marins, sobretot per a aquells que construeixen closques o esquelets de carbonat càlcic, com ara els coralls, els mol·luscs i importants espècies del fitoplàncton.
Ara, un equip de l’Institut de Ciències del Mar (Eva Calvo, Josep M. Gasol, Cèlia Marrasé i Carles Pelejero), juntament amb investigadors de la Linnaeus University de Kalmar, a Suècia, la Univesitat de La Laguna de Tenerife i de l’Institut de Diagnosi Ambiental i Estudis de l'Aigua (IDAEA-CSIC) han descobert que els bacteris marins també es veuen afectats per l’acidificació marina. El resultat s’acaba de publicar a la prestigiosa revista científica Nature Climate Change.
Els bacteris marins juguen un paper crucial en el cicle d’elements químics clau per a la vida, com ara el carboni, el nitrogen o el fòsfor. Actuen com a degradadors primaris de la matèria orgànica produïda per les algues microscòpiques dels oceans a través de la fotosíntesi, o de la matèria que arriba al mar a través de rius i de les aigües residuals.
A través del procés de degradació, els bacteris alliberen a l’aigua elements essencials per a la xarxa tròfica com ara el nitrogen o el fòsfor. El que han descobert els investigadors de l'ICM és que, en condicions més àcides, el metabolisme dels bacteris s’altera significativament. “Han d'invertir energia addicional per poder activar mecanismes bioquímics capaços de contrarestar l'estrès que suposa l'acidificació”, explica Josep M. Gasol.
S'estima que els nivells d’acidesa dels oceans de la Terra es triplicaran cap al final d'aquest segle si les emissions antropogèniques de diòxid de carboni a l’atmosfera degudes a la crema de combustibles fòssils continuen al ritme actual.
L’excés de CO2 té un cost energètic per als bacteris
Els investigadors van establir diversos experiments amb aigua de la badia de Blanes i van manipular el contingut en nutrients i l’acidificació, tot injectant CO2. Inicialment, quan només es va analitzar la composició d’espècies, els científics van pensar que la resposta dels bacteris era més aviat modesta. Però en l’anàlisi posterior realitzat a Kalmar, per veure quins gens s’activaven, van descobrir que es donava una adaptació molecular a l’acidesa amb un cost energètic extra per als bacteris.
Aquesta adaptació molecular es tradueix en canvis en la quantitat de carboni que els bacteris han de processar per cobrir les necessitats metabòliques. “Per posar un exemple, és una mica el que li passa a un humà en condicions de molt fred: ha de gastar energia en escalfar-se. Doncs bé, els bacteris han de gastar energia per adaptar-se a les condicions més àcides”, diu Josep M. Gasol.
“Fins ara, la recerca sobre els efectes globals de l’acidificació oceànica en els ecosistemes marins s’havia centrat, sobretot, en avaluar possibles alteracions en el procés de la fotosíntesi de les algues”, diu Carles Pelejero, investigador ICREA a l'ICM. “Ara, les nostres anàlisis moleculars mostren que l’acidificació marina altera directament la regulació del metabolisme dels bacteris”, explica Cèlia Marrasé.
Mil milions per litre d’aigua
A cada litre d'aigua de mar hi ha al voltant de mil milions de cèl·lules bacterianes. De manera semblant a com la microbiota intestinal influeix en la salut dels éssers humans, els bacteris del mar juguen un paper importantíssim en la salut dels ecosistemes marins. A banda de la degradació de la matèria orgànica, els bacteris també sintetitzen vitamines imprescindibles per a les algues del fitoplàncton i per a altres organismes marins.
“Per poder entendre les conseqüències de l’acidificació marina i del canvi climàtic en processos marins importants a escala global, com per exemple en la productivitat dels oceans, és essencial dur a terme recerca com la que presentem en el nostre estudi sobre com el paper dels bacteris pot canviar en l’oceà del futur”, comenta Eva Calvo.
Article de referència:
Bunse, C., Lundin, D., Karlsson, C.M.G., Akram, N., Vila-Costa, M., Palovaara, J., Svensson, L., Holmfeldt, K., González, J.M., Calvo, E., Pelejero, C., Marrasé, C., Dopson, M., Gasol, J.M., Pinhassi, J. (2016) Response of marine bacterioplankton pH homeostasis gene expression to elevated CO2. Nature Climate Change. http://dx.doi.org/10.1038/nclimate2914