La humanidad ha cambiado el ciclo de vida en los ríos del planeta

La vida en los ríos está cambiando. El ritmo de descomposición de la materia orgánica que llega a él se ve alterado por el aumento de temperatura y la mayor disponibilidad de nutrientes. Cientos de científicos han utilizado lienzos (del tipo que utilizan los pintores) para medir la velocidad a la que los restos de plantas se descomponen en más de 500 vías fluviales en seis continentes. Los autores de esta extensa investigación no sólo han desarrollado un método estándar válido para todo el planeta, sino que también han identificado los patrones globales por los cuales el carbono presente en las hojas y otros residuos vegetales se libera a la atmósfera en forma de CO₂ o queda atrapado en el fondo de lagos y mares donde mueren los ríos. La primera forma acelera el cambio climático, la segunda ayuda a detenerlo.

Si los mares son las arterias del sistema circulatorio del planeta, los ríos son sus capilares. A ellos llegan enormes cantidades de materia orgánica procedente de los ecosistemas terrestres. Las estimaciones lo sitúan en unos 720 millones de toneladas al año. Estos restos vegetales tienen varios destinos en su camino hacia el mar. Gran parte se incorpora a los microorganismos que lo descomponen, a los microbios que se alimentan de los residuos vegetales y forman la base de la cadena alimentaria, el ciclo de vida. En este proceso de descomposición de la materia vegetal en sus componentes esenciales, llamado catabolismo, una gran parte se libera a la atmósfera en forma de dióxido de carbono o metano, un gas de efecto invernadero mucho peor que el primero.

Un tercio de estos millones de toneladas permanecen atrapadas en desembocaduras de ríos, como llanuras aluviales, lagos y especialmente en los océanos, durante décadas, siglos o milenios. La distribución depende de la tasa de descomposición; cuanto más rápido ocurre, menor es el porcentaje que se captura y mineraliza. Sin embargo, parecía imposible medir la tasa de descomposición de forma universal y comparable. Entran en juego decenas de factores que dependen en gran medida de las condiciones locales, desde la acidez del suelo hasta la temperatura, las propiedades de la hoja que se descompone o los microorganismos presentes. Más de 800 experimentos en cientos de vías fluviales han encontrado ahora un modelo para predecir la descomposición y, por tanto, los patrones globales que la controlan. Y han liberado el modelo para que lo utilice el resto de científicos de su campo.

De las más de cien variables que midieron en el artículo, publicado en CienciaConfirmó que la temperatura y la disponibilidad de nutrientes se encuentran entre los factores que influyen más críticamente en la tasa de descomposición. “La temperatura tiene una influencia más o menos directa en la descomposición microbiana, como predice la teoría metabólica de la ecología”, recuerda Luz Boyero, del Instituto de Biología y Ecología Vegetal de la Universidad del País Vasco y coautora del estudio. La variable térmica podría explicar el patrón global clave que observaron: la tasa de descomposición orgánica aumenta al disminuir la latitud. Por tanto, las tasas de extracción más altas se encontraron en América Central, África Occidental (a través de la cual fluye el vasto Congo) o el Sudeste Asiático. «Pero la conexión con la descomposición total no es tan directa», añade Boyero. Observaron que la temperatura promedio del aire no parece cambiar la tasa de degradación, pero la temperatura del agua sí.

Otra variable crítica es la presencia de nutrientes. “La celulosa es esencialmente carbono, pero para descomponerla los microorganismos necesitan otros elementos que no se encuentran en las plantas, como el nitrógeno o el fósforo”, explica Antonio Camacho, catedrático de Ecología de la Universidad de Valencia, cuyo equipo de investigación participó en el estudio. , que proporciona datos de ríos ibéricos en el Mediterráneo y (el único que lo ha hecho) de cursos de agua antárticos. Gran parte de la revolución verde del siglo pasado y el continuo aumento de la producción agrícola pueden atribuirse al uso de fertilizantes. Pero muchos de ellos terminan en ríos o lagos, envenenando sus ecosistemas microscópicos en un proceso conocido como eutrofización acuática que se ha convertido en una amenaza global. El equipo de Camacho se dirigió a las cabeceras de los ríos para aislar la ocurrencia natural de nutrientes de los antropogénicos. “De esta manera pudimos determinar que la disponibilidad de elementos como el nitrógeno o el fósforo es decisiva para la velocidad de descomposición”, concluye el profesor.

Aunque muchos otros elementos influyen, la influencia humana a través de los fertilizantes podría explicar algunos de los hallazgos del trabajo. La zona de los Grandes Lagos de América del Norte y los ríos de Europa Central, situada en las latitudes medias, degrada la materia orgánica casi tan rápidamente como el Congo o el Ganges, que están considerados como uno de los ríos más degradados del mundo. Mientras tanto, las grandes aguas del Amazonas, como el Orinoco o el Amazonas, tienen condiciones comparativamente más bajas. ¿Qué tienen en común el Danubio y el Brahmaputra? Discurren por zonas densamente pobladas que son utilizadas por la agricultura que requiere altos niveles de fertilizantes. El patrón geográfico se completa con las latitudes más altas. Los ríos de Canadá, los países nórdicos y, en menor medida, los ríos de Siberia descomponen la materia orgánica con mucha lentitud, sólo superada por la velocidad observada por el equipo de Camacho en un curso de agua de la isla donde está asentada una de las bases antárticas españolas.

«Pudimos determinar que la disponibilidad de elementos como el nitrógeno o el fósforo es crucial para la velocidad de descomposición».

El estudio fue realizado por cientos de científicos utilizando lienzos. “Es un material estandarizado cuyo contenido en celulosa y tensión del tejido están determinados”, subraya Camacho. El lienzo está fabricado con fibras de algodón ricas en celulosa, el polímero vegetal más abundante en las plantas. Los científicos buscaban un método estándar que fuera válido para todo el planeta e independiente de las variables locales. “El ritmo de descomposición lo determinamos en función de la pérdida de tensión de las tiras, indicio de que la celulosa se está degradando”, añade Camacho. El principal producto de esta degradación es el carbono. La repetición de estos experimentos con hojas de 35 géneros de plantas (junto con datos previos de estudios locales) les permitió validar este método basado en celulosa para predecir la tasa de descomposición de casi todos los ríos.

El director del Instituto Catalán de Investigación del Agua (ICRA), Vicenç Acuña, recuerda: “Los árboles son sumideros de CO₂, su madera almacena carbono durante siglos, pero también hay hojas, ya sea por ser caducas o por vencimiento”. Debido a su renovación natural, gran parte de la hojarasca acaba en los ríos. “Se suponía que la mayor parte acababa en otros sumideros de carbono, como el fondo de lagos y océanos”, añade. “Pero ahora sabemos que se descompone en los ríos y el carbono pasa a la atmósfera, lo que a su vez influye en el cambio climático”, añade. Para Acuña, la gran aportación de este trabajo es encontrar un modelo como el de la celulosa para predecir la velocidad de este proceso en prácticamente todos los ríos.

Coherente con Acuña y desde Estados Unidos, otro autor describe las consecuencias de estos cambios. David Costello, de la Universidad Estatal de Kent, dice que «una descomposición más rápida en los ríos da como resultado que más CO₂ regrese a la atmósfera en lugar de viajar río abajo hacia lagos, estuarios y océanos, donde potencialmente podría quedar enterrado y almacenado durante largos períodos de tiempo».

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