La humanidad ha alterado el ciclo de la vida en los r¨ªos del planeta

La vida en los r¨ªos est¨¢ cambiando. El ritmo de descomposici¨®n de la materia org¨¢nica que llega hasta ellos se est¨¢ viendo trastocado por el aumento de la temperatura y la mayor disponibilidad de nutrientes. Usando lienzo (el que utilizan los pintores), centenares de cient¨ªficos han medido la ratio en la que el detrito vegetal se degrada en m¨¢s de 500 cursos de agua de los seis continentes. Adem¨¢s de lograr un m¨¦todo est¨¢ndar y v¨¢lido para todo el planeta, los autores de esta enorme investigaci¨®n han detectado los patrones globales por los que el carbono presente en hojas y dem¨¢s residuos vegetales se libera en la atm¨®sfera en forma de CO? o queda atrapado en el fondo de lagos y mares en los que mueren los r¨ªos. El primero de los caminos acelera el cambio clim¨¢tico, el segundo, ayudar¨ªa a frenarlo.

Si los mares son las arterias del sistema circulatorio del planeta, los r¨ªos son sus capilares. Hasta ellos llegan ingentes cantidades de materia org¨¢nica desde los ecosistemas terrestres. Se estima que unos 720 millones de toneladas al a?o. Este detrito vegetal tiene varios destinos en su camino al mar. Buena parte queda incorporado en los microorganismos que lo degradan, en los microbios que se alimentan de los restos de plantas y forman la base de la cadena tr¨®fica, del ciclo de la vida. En este proceso de degradaci¨®n de compuestos vegetales en sus componentes esenciales, llamado catabolismo, buena parte se libera en la atm¨®sfera como di¨®xido de carbono o como metano, un gas de efecto invernadero mucho peor que el primero.

Un tercio de esos millones de toneladas acaba atrapada en las terminales de los r¨ªos, como son las zonas inundables, los lagos y, en especial, los oc¨¦anos durante d¨¦cadas, siglos o milenios. El reparto depende del ritmo de descomposici¨®n, cuanto m¨¢s r¨¢pida, menor porcentaje que queda atrapado y se mineraliza. Pero medir el ritmo de descomposici¨®n y hacerlo de forma universal y comparable parec¨ªa imposible. En ¨¦l intervienen decenas de factores muy dependientes de condiciones locales, desde la acidez del suelo hasta la temperatura, pasando por las caracter¨ªsticas de la hoja a degradar o los microorganismos existentes. Ahora, m¨¢s de 800 experimentos en centenares de cursos de agua han encontrado, primero, un modelo para predecir la descomposici¨®n y despu¨¦s, con ¨¦l, los patrones globales que la gobiernan. Y han liberado el modelo para su uso por el resto de cient¨ªficos de su ¨¢mbito.

¡°Globalmente, se espera que el aumento de temperatura favorezca la descomposici¨®n microbiana¡±

Luz Boyero, investigadora y col¨ªder del Grupo de Ecolog¨ªa de R¨ªos de la Universidad del Pa¨ªs Vasco

Del m¨¢s de un centenar de variables que midieron en el trabajo, publicado en Science, comprobaron que la temperatura y la disponibilidad de nutrientes est¨¢n entre las que m¨¢s cr¨ªticamente afectan en la velocidad de descomposici¨®n. ¡°La temperatura tiene un efecto directo en la descomposici¨®n microbiana, m¨¢s o menos, seg¨²n predice la teor¨ªa metab¨®lica de la ecolog¨ªa¡±, recuerda Luz Boyero, del departamento de Biolog¨ªa Vegetal y Ecolog¨ªa de la Universidad del Pa¨ªs Vasco y coautora de la investigaci¨®n. La variable t¨¦rmica podr¨ªa explicar el principal patr¨®n global que han observado: la ratio de descomposici¨®n org¨¢nica aumenta a medida que baja la latitud. De ah¨ª que los mayores ritmos de degradaci¨®n las hayan encontrado en Am¨¦rica central, ?frica occidental (por donde discurre el gigantesco r¨ªo Congo) o el sudeste asi¨¢tico. ¡°Pero la relaci¨®n con la descomposici¨®n total no es tan directa¡±, a?ade Boyero. Lo que han observado es que mientras la temperatura media del aire parece no cambiar el ritmo de degradaci¨®n, s¨ª lo hace la temperatura del agua.

Otra variable cr¨ªtica es la presencia de nutrientes. ¡°La celulosa es b¨¢sicamente carbono, pero para que la puedan degradar, los microorganismos necesitan de otros elementos no presentes en las plantas, como el nitr¨®geno o el f¨®sforo¡±, explica el catedr¨¢tico de ecolog¨ªa de la Universidad de Valencia, Antonio Camacho, cuyo grupo de investigaci¨®n ha participado en el estudio aportando datos de r¨ªos ib¨¦ricos de la cuenca mediterr¨¢nea y (los ¨²nicos que lo han hecho) de cursos de agua de la Ant¨¢rtida. Buena parte de la revoluci¨®n verde del siglo pasado y del continuo aumento de producci¨®n agr¨ªcola se debe al uso de fertilizantes. Pero buena parte de ellos acaban en los r¨ªos o lagos, dopando sus ecosistemas microsc¨®picos en un proceso conocido como eutrofizaci¨®n de las aguas, que se ha convertido en una amenaza global. El equipo de Camacho se fue a las cabeceras de los r¨ªos para aislar la presencia natural de nutrientes de la antropog¨¦nica. ¡°As¨ª hemos podido determinar que la disponibilidad de elementos como el nitr¨®geno o el f¨®sforo es cr¨ªtica para la ratio de descomposici¨®n¡±, termina el catedr¨¢tico.

Aunque intervienen muchos otros elementos, el impacto humano v¨ªa fertilizantes podr¨ªa explicar algunos resultados del trabajo. La zona de los grandes lagos de Am¨¦rica del Norte y los r¨ªos de Europa central, estando en latitudes medias, degradan la materia org¨¢nica casi al mismo ritmo que el r¨ªo Congo o el Ganges, considerado uno de los m¨¢s degradados del planeta. Mientras, las grandes masas de agua amaz¨®nicas, como el Orinoco o el Amazonas, tienen ratios comparativamente menores. ?Qu¨¦ tienen en com¨²n el Danubio y el Brahmaputra? Discurren por zonas densamente pobladas mantenidas por agricultura muy exigentes en fertilizantes. El patr¨®n geogr¨¢fico se completa con las latitudes m¨¢s altas. Los r¨ªos de Canad¨¢, los pa¨ªses n¨®rdicos y, en menor medida, los de Siberia, degradan la materia org¨¢nica a un ritmo muy lento, solo superado por el observado el equipo de Camacho en un curso de agua en la isla donde se halla una de las bases ant¨¢rticas espa?olas.

Hemos podido determinar que la disponibilidad de elementos como el nitr¨®geno o el f¨®sforo es cr¨ªtica para la ratio de descomposici¨®n¡±

Antonio Camacho, catedr¨¢tico de ecolog¨ªa de la Universidad de Valencia

El estudio lo realizaron centenares de cient¨ªficos usando lienzo. ¡°Es un material estandarizado, con su porcentaje de celulosa y tensi¨®n del tejido determinados¡±, destaca Camacho. El lienzo se hace con fibras de algod¨®n, ricas en celulosa, el pol¨ªmero vegetal m¨¢s presente en las plantas. Recurriendo a ¨¦l, los cient¨ªficos buscaban un m¨¦todo est¨¢ndar v¨¢lido para todo el planeta e independiente de variables locales. ¡°La ratio de descomposici¨®n la determinamos con la p¨¦rdida de tensi¨®n de las tiras, indicaci¨®n de que la celulosa se est¨¢ degradando¡±, a?ade Camacho. El principal producto de esta degradaci¨®n es el carbono. La repetici¨®n de estos experimentos con hojas de 35 g¨¦neros vegetales (unidos a datos previos de estudios locales) les ha permitido validar este m¨¦todo basado en la celulosa para predecir la ratio de descomposici¨®n de casi de cualquier r¨ªo.

El director del Instituto Catal¨¢n de Investigaci¨®n del Agua (ICRA, por sus siglas en catal¨¢n), Vicen? Acu?a recuerda que ¡°los ¨¢rboles son un sumidero de CO?, su madera retiene el carbono durante siglos, pero tambi¨¦n est¨¢n las hojas¡±. Ya sea por tratarse de caducifolios o por renovaci¨®n natural de ellas, buena parte de la hojarasca acaba en los r¨ªos. ¡°Se cre¨ªa que la mayor¨ªa acababa en otros sumideros de carbono, como el fondo de los lagos y oc¨¦anos¡±, a?ade. ¡°Pero ahora sabemos que se descompone en los r¨ªos y el carbono llega a la atm¨®sfera, retroalimentando el cambio clim¨¢tico¡±, completa. Para Acu?a, encontrar un modelo como el de la celulosa para predecir el ritmo de este proceso en la pr¨¢ctica totalidad de los r¨ªos es la gran aportaci¨®n de este trabajo.

En la l¨ªnea de Acu?a y desde Estados Unidos, otro de los autores detalla de las consecuencias de estos cambios. David Costello, de la Universidad Estatal de Kent, dice que ¡°una descomposici¨®n m¨¢s r¨¢pida en los r¨ªos significa que m¨¢s CO? regresa a la atm¨®sfera en lugar de moverse r¨ªo abajo hacia lagos, estuarios y oc¨¦anos, donde potencialmente podr¨ªa quedar enterrado y almacenado a largo plazo¡±.

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