À medida que as bactérias se adaptam a temperaturas mais altas, eles aceleram sua taxa de respiração e liberam mais carbono, potencialmente acelerando as mudanças climáticas.

Ao liberar mais carbono à medida que as temperaturas globais aumentam, bactérias e organismos relacionados chamados archaea podem aumentar o aquecimento do clima em uma taxa mais rápida do que os modelos atuais sugerem. A nova pesquisa, publicado hoje em Nature Communications por cientistas do Imperial College London, poderia ajudar a informar modelos mais precisos do aquecimento climático futuro.

Bactérias e arquéias, conhecidos coletivamente como procariontes, estão presentes em todos os continentes e representam cerca de metade da biomassa global - o peso total de todos os organismos da Terra.

A maioria dos procariontes respira que usa energia e libera dióxido de carbono - exatamente como fazemos quando expiramos. A quantidade de dióxido de carbono liberada durante um determinado período de tempo depende da taxa de respiração do procarioto, que pode mudar em resposta à temperatura.

Contudo, a relação exata entre a temperatura, a taxa de respiração e a produção de carbono são incertas. Agora, reunindo um banco de dados de mudanças na frequência respiratória de acordo com a temperatura de 482 procariotos, pesquisadores descobriram que a maioria aumentará sua emissão de carbono em resposta a temperaturas mais altas em um grau maior do que se pensava anteriormente.

Efeito de 'golpe duplo'

Pesquisador principal, Dr. Samraat Pawar, do Departamento de Ciências da Vida da Imperial, disse:"No curto prazo, em uma escala de dias a horas, os procariotos individuais aumentarão seu metabolismo e produzirão mais dióxido de carbono. Contudo, ainda há uma temperatura máxima na qual seu metabolismo se torna ineficiente.

"A longo prazo, ao longo dos anos, essas comunidades procariontes irão evoluir para serem mais eficientes em temperaturas mais altas, permitindo-lhes aumentar ainda mais seu metabolismo e sua produção de carbono.

"O aumento das temperaturas, portanto, causa um efeito de 'golpe duplo' em muitas comunidades procariontes, permitindo que funcionem de forma mais eficiente a curto e longo prazo, e criando uma contribuição ainda maior para o carbono global e as temperaturas resultantes. "

Procariontes de todos os ambientes

Os pesquisadores compilaram respostas procariontes às mudanças de temperatura em todo o mundo e em todas as condições diferentes - de lagos antárticos salgados abaixo de 0 ° C a piscinas termais acima de 120 ° C.

Eles descobriram que procariontes que geralmente operam em uma faixa de temperatura média - abaixo de 45 ° C - mostram uma forte resposta à mudança de temperatura, aumentando sua respiração em curto prazo (dias a semanas) e longo prazo (meses a anos).

Procariontes que operam em faixas de temperatura mais altas - acima de 45 ° C - não mostraram tal resposta, mas, uma vez que eles operam em altas temperaturas para começar, é improvável que sejam afetados pelas mudanças climáticas.

As respostas de curto prazo dos procariotos de temperatura média ao aquecimento foram maiores do que as relatadas para os eucariotos - organismos com células mais complexas, incluindo todas as plantas, fungos e animais.

Partindo da 'média global'

A equipe construiu um modelo matemático que previu como essas mudanças na taxa de respiração afetariam a emissão de carbono das comunidades procariontes. Isso revelou que mudanças de curto e longo prazo na taxa de respiração se combinariam para criar um aumento maior do que o esperado na produção de carbono, que atualmente não é considerada nos modelos de ecossistema e clima.

Autor principal da nova pesquisa, Ph.D. estudante Thomas Smith do Departamento de Ciências da Vida, disse:"A maioria dos modelos climáticos assume que as taxas de respiração de todos os organismos respondem à temperatura da mesma maneira, mas nosso estudo mostra que as bactérias e arqueas provavelmente se afastarão da 'média global'.

"Dado que esses microrganismos são provavelmente contribuintes significativos para a respiração total e a produção de carbono em muitos ecossistemas, é importante que os modelos climáticos levem em consideração sua maior sensibilidade às mudanças de temperatura em escalas de tempo curtas e longas.

"É importante para futuras previsões climáticas, também gostaríamos de saber como o número de procariontes, e sua abundância nos ecossistemas locais, pode mudar com o aumento da temperatura. "