Por si no tuviéramos ya suficientes problemas con el clima, parece que también hay un gran número de bacterias que ‘exhalan’ óxido nitroso, un gas de efecto invernadero más potente que el metano y el CO₂.
Investigadores del Caltech han descubierto un nuevo grupo de enzimas que permite a las bacterias “respirar” nitrato en un entorno con poco oxígeno. Esto facilita la supervivencia de las bacterias, pero desgraciadamente se libera óxido nitroso como subproducto.
Pequeña ventaja: el óxido nitroso no permanece en la atmósfera tanto tiempo como el CO₂, por lo que los intentos de frenar las emisiones de estas bacterias tienen un efecto inmediato y grande. Y eso podría ser más fácil de lo que se piensa. El uso excesivo de fertilizantes, por ejemplo, es una de las causas. El estiércol proporciona a las bacterias del suelo una gran dosis de nitrato, que luego convierten en óxido nitroso. Un uso más inteligente de los fertilizantes no solo reduce las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que también ahorra dinero a los agricultores.
“El óxido nitroso es un gas de efecto invernadero mucho más difícil de controlar que el dióxido de carbono, pero gracias a esta investigación ahora sabemos que hay muchas más fuentes productoras de óxido nitroso de lo que se pensaba”, afirma el investigador principal y profesor de geobiología Woodward Fischer. “Y eso, por supuesto, es importante para poder hacer algo al respecto”. “Entender dónde y cuándo se libera este gas a la atmósfera puede ayudarnos a trabajar de forma más inteligente”. “En un futuro no muy lejano, un agricultor dispondrá de información sobre los tipos y cantidades de microbios presentes en su suelo, lo que le permitirá tomar decisiones mucho más acertadas sobre la cantidad de fertilizante que debe utilizar y en qué momento, para que el suelo se mantenga lo más sano posible”.
Reductasas en acción
Los investigadores examinaron las secuencias genómicas de decenas de miles de microbios diferentes en distintos lugares de la Tierra. La mayoría de las células utilizan ciertas proteínas llamadas reductasas para inhalar y exhalar oxígeno, pero los científicos descubrieron ahora algo más: parece haber un gran grupo de reductasas que han evolucionado proteínas estrechamente relacionadas para inhalar óxido nítrico, produciendo óxido nitroso.
Tanto el óxido nítrico como el óxido nitroso son sustancias químicas que se producen cuando las bacterias descomponen el nitrato, sustancia química presente en el estiércol. Las bacterias pueden pasar del oxígeno al óxido nítrico en muchos entornos diferentes (humedales, montañas, lagos) en el momento en que los niveles de oxígeno empiezan a caer por debajo de aproximadamente el 10 % de lo que hay en la atmósfera.
“Nos perdimos grandes partes de la biosfera donde se producía óxido nitroso porque estas proteínas aún no se habían descubierto”, dice Fischer. “Ahora podemos utilizar la secuenciación del genoma para predecir con mucha más precisión qué organismos producen óxido nitroso en cada entorno. Y hay muchos más de los que pensábamos”.
Durante mucho tiempo se pensó que la respiración de nitrato por parte de las primeras bacterias era evolutivamente anterior a la respiración de oxígeno. Este estudio “da la vuelta al guion”, dice Fischer, demostrando que las proteínas que hacen posible la respiración de nitrato evolucionaron hace 2000 millones de años a partir de las proteínas que respiran oxígeno. Una historia completamente distinta, pues.
Hora de un pequeño experimento
“Los microbiólogos suelen predecir de qué metabolismo son capaces los microbios basándose en estudios genómicos comparativos”, explica el coinvestigador James Hemp. “Sin embargo, estas suposiciones rara vez se ponen a prueba experimentalmente. Por tanto, nuestro trabajo ha aumentado enormemente la diversidad bioquímica de una de las familias de enzimas más estudiadas en microbiología. Sirva esto de advertencia de que la investigación sin confirmación experimental puede llevar a conclusiones erróneas sobre las funciones de los microbios”.
Los investigadores no aclaran exactamente el impacto que tienen en el clima estas bacterias que respiran óxido nitroso, pero aconsejan a los agricultores que utilicen menos fertilizantes para frenar las emisiones de este potente gas de efecto invernadero.