Entre las primeras consecuencias del cambio climático se encuentran a) el clima extremo y b) el aumento del nivel del mar; dos desafíos a los que los entornos costeros son particularmente vulnerables.
Los entornos costeros son excepcionalmente vulnerables a las consecuencias del cambio climático. Al estar en la interfaz de la tierra, el océano y la atmósfera, se ven directamente afectados por el aumento del nivel del mar, el clima extremo y los cambios en la temperatura y la química del aire y del océano. Algunos ecosistemas costeros, por ejemplo, los arrecifes de coral y las marismas, ya están sufriendo pérdidas devastadoras en extensión y biodiversidad, mientras que otros, por ejemplo, los bosques de manglares, están mitigando los impactos del cambio climático al mejorar la estabilización de la tierra y almacenamiento de carbono.
Un ecosistema predominantemente microbiano, que enfrenta los desafíos del cambio climático son los tapetes microbianos fotosintéticos, que a menudo se encuentran en estrecha asociación con los manglares, y se cree que desempeñan un papel importante en la disponibilidad de nutrientes en sedimentos poco profundos. Estos tapetes microbianos fotosintéticos son ensamblajes de microbios que forman estructuras macroscópicas en capas. Su estructura está compuesta comúnmente por cianobacterias filamentosas, y las comunidades que las habitan se encuentran entre los ecosistemas microbianos más diversos conocidos.
Dentro de un tapete, los gradientes fisicoquímicos pronunciados dividen una red compleja con distintos nichos; una que recibe la luz solar directa en las capas superficiales; en el subsuelo, donde se forman varios gradientes químicos y que sustentan una amplia gama de metabolismos anaeróbicos, y las interacciones metabólicas estrechamente acopladas alimentan ciclos biogeoquímicos rápidos y dinámicos. Estos ecosistemas han sido componentes importantes de la biosfera desde mucho antes del surgimiento de plantas y animales tienen una historia registrada por sus vestigios mineralizados preservados en rocas sedimentarias antiguas (28–30).
Estos ecosistemas microbianos complejos y estratificados impulsan flujos masivos de nutrientes a través de ciclos biogeoquímicos y han sido componentes importantes de la biosfera a lo largo de la historia de la Tierra.
Has además una diversidad morfológica entre los distintos tapetes microbianos, estos pueden ser planos, en forma de ampollas, o poligonales. Las texturas de esteras conservadas en el registro geológico brindan pistas sobre los antiguos ecosistemas microbianos (31, 32).
Un estudio hecho en Little Ambergris Cay en las islas Turks y Caicos evaluó el impacto del huracán Irma (de categoría 5). En los tapetes micriobianos y en el ciclo de nutrientes. La pared del ojo del huracán transitó la isla en septiembre de 2017.
Ellos encontraron que, aunque hubo crecimiento robusto de una nueva capa en el tapete microbiano 6 meses después del huracán, claro a partir de las observaciones de campo qu,e incluso cuando las capas permanecieron intactas, el huracán había afectado notablemente su biogeoquímica. Lo más notable es que no había olor perceptible a sulfuro (que puede detectarse por el olfato en cantidades tan bajas como 0,008 partes por millón), que es una característica omnipresente en los tapetes antes del huracán. Las tiras de plata insertadas en los tapetes para capturar los perfiles de sulfuro confirmaron la ausencia de agua intersticial sulfurosa. Un perfil de sulfuro similar a la línea de base previa al huracán solo se obtuvo en nuestra campaña de campo de 2019. Estas observaciones sugirieron que el impacto del huracán interrumpió temporalmente el ciclo del azufre dentro de los tapetes.
El ciclo del azufre tiene conexiones importantes con el potencial de almacenamiento de carbono de los ecosistemas de manglares y esteras. Las reacciones entre los sulfuros disueltos y la materia orgánica disminuyen la labilidad de la materia orgánica y, por lo tanto, su conservación. Esto ocurre en los tapetes microbianos de Little Ambergris y se ha sugerido que representa hasta la mitad de la conservación de materia orgánica asociada con los bosques de manglares, ecosistemas que se destacan por sus contribuciones desproporcionadamente importantes al almacenamiento global de carbono y por lo tanto, debe ser un objetivo primordial en los esfuerzos de restauración y conservación.
Aunque el ciclo del azufre en el tapete microbiano finalmente se recuperó del impacto del huracán, la perturbación observada probablemente tenga consecuencias en el almacenamiento de carbono perdido. Con el aumento de tormentas debido al cmbio climatico, estas perturbaciones pueden tener efectos negativos en el ciclo de carbono en los ecosistemas de manglares y los tapetes microbianos.
En la teoría ecológica, las perturbaciones se clasifican como pulsos (alteraciones discretas y relativamente instantáneas) o presiones (alteraciones graduales y sostenidas) El cambio climático global produce alteraciones tipo presión, sin embargo, también aumenta la frecuencia y la severidad de los pulsos, incluidos, entre otros, eventos de extremos como el huracán Irma. Estos diferentes tipos de perturbaciones generan diferentes patrones de respuesta de la comunidad microbiana, y los impactos de múltiples perturbaciones pueden interactuar entre sí de formas complejas.
Comprender las implicaciones ecológicas del cambio climático requiere comprender cómo cada tipo de perturbación afecta a las comunidades, hasta qué punto las comunidades pueden recuperarse de ellas y cómo pueden influirse entre sí. El conjunto de datos presentados en el estudio muestran que en el ecosistema microbiano investigado, hay perturbaciones del pulso (el huracán Irma) y perturbaciones de presión (aumento del nivel del mar) en ecosistemas de tapetes microbianos costeros.
Referencia
Lingappa U.F. et al. (2022). Early impacts of climate change on a coastal marine microbial mat ecosystem. Science Advances Vol 8, Issue 21. DOI: 10.1126/sciadv.abm7826