Dispersión de microorganismos en la atmósfera
Fotografía: Web Parque Nacional de Aigüestortes y Estany de Sant Maurici
La conexión con la atmósfera
Seguimiento de la dispersión de largo alcance y potencial colonizador de microorganismos aerotransportados en masas de polvo sahariano
El proyecto AEROSMIC explora cómo la influencia de las deposiciones troposféricas varía a lo largo de diferentes gradientes ambientales y geográficos. Este potencial de colonización podría aumentar en el futuro bajo el impacto del cambio climático y los cambios en el uso de la tierra, que derivan en una intensificación de las emisiones globales de material aerosolizado (Figura 1).
Figura 1: Emilio Ortega Casamayor
La atmósfera es una vía potencial para la dispersión persistente a escala global de microorganismos, promoviendo interconexiones biológicas entre los diferentes compartimentos del sistema Tierra (hidrosfera – biosfera – litosfera – antroposfera). Los microorganismos aerotransportados también están implicados en la transformación de compuestos atmosféricos e influyen en los procesos biofísicos relacionados con el clima.
Las investigaciones proporcionan información de referencia para comprender el intercambio intercontinental de microorganismos en temas medioambientales y de salud. Estos datos tienen también interés forense para determinar adecuadamente si un patógeno ha sido liberado intencionalmente (o accidentalmente) y dónde y cómo emerge un agente biológico con capacidad de dispersarse globalmente por la alta atmósfera.
Figura 2. Emilio Ortega Casamayor
Figura 2. Distribuciones altitudinales de diferentes lagos alpinos (conjunto de ambientes en el distrito lacustre de los Pirineos que van desde longitudes 0°42’21,6” O a 2°27’45,9” E y latitudes 42°25’10,0” N a 42°56’06,4” N) y localización de colectores de deposiciones atmosféricas en el punto LTER-Aigüestortes (Long-Term EcologicalResearch) localizado aproximadamente a 1700 metros sobre el nivel del mar. Las partículas de polvo depositadas se recogen en los colectores pasivos seco/húmedo que aparecen en la imagen y el material depositado es homogeneizado y concentrado por filtración para proceder posteriormente al análisis del material genético con técnicas de secuenciación de ADN y bioinformáticas avanzadas.
El conocimiento de las respuestas biológicas a estas intrusiones y las implicaciones de la colonización microbiana a larga distancia en ecosistemas de gran valor ecológico son escasas. Los lagos de gran altitud son un buen sistema modelo para discernir la influencia de los inmigrantes locales (cuencas) y remotos (aéreo de largo alcance). El proyecto AEROSMIC explora la hipótesis de que, a mayores altitudes, donde la influencia de las fuentes locales es menor (por ejemplo, por encima de la línea de árboles, donde existe un menor grado de conectividad, menor desarrollo del suelo, menor área de captación, etc.) se detectará un mayor efecto de los inmigrantes remotos. De este modo, utilizamos los lagos alpinos “prístinos” de mayor altitud (por encima de la capa límite de mezcla, en la zona de la troposfera libre) como sistemas centinela para detectar la dispersión de largo alcance intercontinental. La presencia de estos colonizadores remotos (incluyendo microorganismos potencialmente patógenos) recolectados mediante colectores pasivos e identificados en el microbioma global alpino presente en el distrito lacustre pirenaico (más de 300 lagos censados, Figura 2) permite estimar el impacto y la resiliencia de estos ecosistemas. Además, realizamos estudios manipulativos con pequeños mesocosmos para probar experimentalmente los efectos potenciales de las entradas de polvo en el ensamblaje de la comunidad microbiana nativa y evaluar la capacidad de colonización exitosa de los taxones inmigrantes.