Comex.bo - la herramienta primordial en Comercio Exterior
28 DICIEMBRE

CAMBIO CLIMÁTICO

¿Cómo podrían ayudar los microbios a resolver el cambio climático?

¿Cómo podrían ayudar los microbios a resolver el cambio climático?

El cambio climático implica cambios en los patrones climáticos globales o regionales



Naveen Dha

Un factor importante que contribuye al cambio climático es la presencia de gases de efecto invernadero en la atmósfera, incluidos el dióxido de carbono, el metano y el óxido nitroso. Las altas concentraciones de estos gases han provocado un aumento de las temperaturas, cambios en los ciclos húmedo / seco, sequías, heladas extremas y olas de calor, fuertes lluvias y tormentas, y una mayor frecuencia de incendios.

El consumo humano en varios sectores, incluidos el suministro de alimentos, la energía, el transporte y la ganadería, ha aumentado los niveles de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Por lo tanto, estos procesos han contribuido significativamente al cambio climático a lo largo de las décadas. Como resultado, el cambio climático se ha convertido en uno de los mayores problemas sociocientíficos que enfrenta cuando se informa que las temperaturas globales aumentarán más de 2 °C para 2050.

Debido a la gravedad de este problema, los científicos se han comprometido a descubrir formas de resolver el cambio climático, una de las cuales implica el uso de microbios. Las formas específicas en que se pueden utilizar los microbios para mitigar el cambio climático implican el secuestro de gases de efecto invernadero y la producción sostenible de biocombustibles de próxima generación.

Uso de microbios para el secuestro de carbono:

El suelo está clasificado como el mayor depósito de carbono. Naturalmente, el carbono se captura en el suelo como dióxido de carbono a través de la fotosíntesis de las plantas y la descomposición de los organismos. Este proceso de eliminar el dióxido de carbono atmosférico y aumentar el almacenamiento de carbono orgánico del suelo se conoce como secuestro de carbono. Los científicos tienen como objetivo reducir las emisiones de carbono para resolver el cambio climático mediante el uso de inoculantes microbianos del suelo que promueven el secuestro de carbono.

Se ha demostrado que los microbios del suelo, como las bacterias y los hongos que promueven el crecimiento, capturan carbono en el suelo. A través de este proceso, los microbios pueden reducir el dióxido de carbono atmosférico y, por lo tanto, pueden utilizarse para abordar el problema del cambio climático. Esto puede lograrse mediante la introducción de formulaciones microbianas respetuosas con el medio ambiente con capacidad para secuestrar carbono en suelos agrícolas.

Varios microbios del suelo contribuyen al secuestro de carbono a través de diferentes mecanismos. Algunos de estos mecanismos incluyen actividades metabólicas que capturan dióxido de carbono, forman tejidos y productos vegetativos, forman agregados del suelo y también poseen la capacidad de sedimentar carbonatos. Además, los microbios varían en la eficiencia con la que secuestran carbono.

Por ejemplo, ciertos microbios poseen tasas metabólicas más rápidas y, por lo tanto, secuestran carbono más rápidamente. La diversidad de mecanismos y eficiencia brinda la posibilidad de utilizar microbios específicos para tierras particulares para obtener mayores beneficios.

A pesar de su probada capacidad para secuestrar dióxido de carbono atmosférico en el suelo, existen estudios limitados centrados en el uso de inoculantes microbianos como técnica de secuestro de carbono para resolver el cambio climático. Por lo tanto, se requieren mayores esfuerzos y estudios para determinar qué tan efectiva podría ser esta técnica para mitigar el cambio climático.

Uso de microbios para reducir las emisiones de metano:

El metano es otro gas de efecto invernadero atmosférico que contribuye al cambio climático y, de hecho, es más potente que el dióxido de carbono. La actividad humana produce cantidades significativas de metano, incluido el uso de combustibles fósiles y vertederos. Por lo tanto, los científicos también están dedicando estudios a reducir las emisiones de metano mediante el uso de microbios.

Las bacterias conocidas como metanótrofos se descubrieron por primera vez en los suelos minerales del Ártico. También se encuentran típicamente en entornos como aguas termales y ollas de barro. Los metanótrofos usan metano para el metabolismo como fuente de energía primaria, lo que los convierte en un tipo único de bacteria. Los metanótrofos pueden usar metano como fuente de energía debido a la presencia de enzimas conocidas como metano monooxigenasas. Además, los metanótrofos poseen una alta afinidad y, por lo tanto, son extremadamente eficientes en el consumo de metano.

Se ha estimado que aproximadamente el 40-60 % del metano producido es consumido por metanótrofos en ambientes de humedales. Debido a esto, los metanótrofos han ido ganando cada vez más atención a medida que empeoran los problemas del cambio climático; dando lugar a cientos de estudios dedicados a estos microbios durante las últimas dos décadas. El objetivo es utilizar metanótrofos como biocatalizadores en suelos agrícolas y rellenos sanitarios, lo que en última instancia conduce a una reducción de los niveles de metano atmosférico.

Uso de microbios para producir biocombustibles sostenibles:

Aunque el uso de combustibles fósiles actúa como una fuente importante de energía, este proceso de generación de energía libera gases de efecto invernadero y, por lo tanto, también contribuye al cambio climático. Como resultado, los científicos ahora están investigando la capacidad de los microbios para utilizar recursos renovables para la producción de biocombustibles sostenibles de próxima generación, manteniendo así el suministro de energía y resolviendo el cambio climático. Los biocombustibles incluyen combustibles que se producen a partir de recursos renovables a través de procesos biológicos.

Múltiples estudios han confirmado la capacidad de los microbios para producir biocombustibles a través de vías biológicas. Dado que todos los microbios, incluidas las bacterias, los hongos y las microalgas, poseen diversidad metabólica, varios microbios utilizan diferentes sustratos como punto de partida para la síntesis de biocombustibles. Por ejemplo, los organismos celulolíticos como el Clostridium thermocellum pueden utilizar energía de la lignocelulosa de origen vegetal para crear biocombustibles.

Por el contrario, los organismos fotosintéticos, incluidas las microalgas y las cianobacterias, utilizan el dióxido de carbono como fuente de energía para generar biocombustibles. Finalmente, como se mencionó anteriormente, los metanótrofos consumen metanol como fuente de energía, lo que les permite inducir los procesos biológicos necesarios para generar biocombustibles.

Un desafío al que se enfrenta cuando se intenta utilizar microbios para la síntesis sostenible de biocombustibles es la eficiencia de las vías microbiológicas. Según las vías actuales, la productividad y el rendimiento de la producción de biocombustible por microbios es demasiado bajo para justificar aplicaciones industriales. Los científicos están tratando de abordar estos problemas mediante el rediseño y la ingeniería de los sistemas metabólicos existentes, así como tratando de descubrir nuevas enzimas, microbios y vías para mejorar la productividad y el rendimiento.

Referencias:

  • Abatenh, E., Gizaw, B., Tsegaye, Z., Tefera, G. (2018). Función microbiana en el cambio climático: una revisión. Abra J Environ Biol. 3: 001-007.
  • Ahmed, A., Odelade, K., Babalola, O. (2019). Inoculantes microbianos para mejorar el secuestro de carbono en agroecosistemas para mitigar el cambio climático. Capítulos 1-3.
  • Akobian, A., Liesack, W. (2020). Versatilidad metabólica inesperada entre los metanótrofos de tipo II en Alphaproteobacteria. Biol. Chem. 401: 1469-1477.
  • Ho, A., Kwon, M., Horn, M. (2019). Aplicaciones ambientales de metanótrofos. Monografías de microbiología. 32: 231-255.
  • Liao, J., Mi, L., Pontrelli, S., Luo, S. (2016). Alimentando el futuro: ingeniería microbiana para la producción de biocombustibles sostenibles. Nature Reviews Microbiología. 14: 288-304.
  • Widiyawati, Y. (2020). Calentamiento global y cambio climático: integración de cuestiones sociocientíficas para mejorar la alfabetización científica. Revista de física. 1511: 1-11.

Traducción: Cecilia González P.

Publicado: 28 de diciembre de 2021

Fuente: News Medical

Atrás