Un nuevo estudio internacional, con participación del CEAB-CSIC, ha demostrado la función crucial de unos microorganismos presentes en las hojas de los árboles de retirar compuestos nitrogenados del aire. El estudio, publicado en Nature Geoscience, ha constatado que los árboles no sólo son excelentes absorbiendo dióxido de carbono, sino que desempeñan un papel sorprendente en la retención y transformación de otros contaminantes como los compuestos hidrogenados.
El equipo científico, con Rossella Guerrieri al frente, investigadora Marie Curie en el CREAF mientras se llevó a cabo esta investigación, ha descubierto la presencia de unas bacterias del género Nitrospira en las hojas de los árboles que interactúan con compuestos nitrogenados presentes en el atmósfera (amoníaco y amonio, altamente contaminantes) y los transforman en nitratos. Este proceso de transformación se llama “nitrificación”.
La investigación se ha realizado en bosques europeos de áreas ligeramente contaminadas (en los países escandinavos), moderadamente (zona mediterránea) y altamente contaminadas (de Europa Central).
Para encontrar estas bacterias el grupo de investigación ha utilizado la innovadora técnica Generation Sequence Analysis (NGS) que consiste en la secuenciación masiva de ADN ambiental para detectar la presencia de nuevos organismos en las hojas de los árboles de diferentes alturas (recolectadas por escaladores profesionales en todos los países) y en las muestras de agua de lluvia cogidas dentro y fuera del bosque.
Son precisamente los análisis microbiológicos los que han llevado a cabo investigadores del CEAB-CSIC. Su trabajo se ha enmarcado en los proyectos INTERACTOMA y AEROSMIC, financiados por el Ministerio de Ciencia e Innovación, que exploran la dispersión de las formas de vida microscópicas por la atmósfera y sus efectos ecológicos y ambientales en el funcionamiento de diferentes ecosistemas de La Tierra.
Las tareas de investigación de todo el equipo científico han constatado la presencia en las hojas de unos microorganismos que, hasta ahora, se creía que sólo estaban en suelos y en el agua. Y ha demostrado que son los responsables de que las copas de los árboles transformen al amonio que les llega por la atmósfera, principalmente con la lluvia, en nitratos.
La autora principal del artículo, Rossella Guerrierri (en la actualidad, investigadora de la Università di Bologna), explica que “investigaciones anteriores ya demostraban que las copas de los árboles, gracias a la cutícula de las hojas y su estructura morfológica (por ejemplo, la presencia de pelos), hacían una función de filtro pasivo. Pero no estaba convencida de que fuera un mecanismo simple y pasivo. Consciente de la gran biodiversidad que se encuentra en los bosques, y en particular en las copas de los árboles, empecé a preguntarme si, en cambio, este proceso no dependía de la intervención de microorganismos que viven en las hojas”.
La nitrificación: equilibrio delicado
El proceso de nitrificación es una parte clave del ciclo del nitrógeno que, hasta ahora, pensaba que sólo se daba bajo tierra. Es un proceso esencial porque aumenta la disponibilidad de nitratos en el suelo, una forma de nitrógeno que los árboles necesitan para su crecimiento y son capaces de absorber. Así, cuando el aire está poco contaminado de compuestos nitrogenados, gracias a la nitrificación en las hojas y al lavado de lluvia aumenta la concentración de nitratos en el suelo, fertilizando el suelo y aportando más nutrientes al bosque.
Ahora bien, en las zonas donde el aire está altamente contaminado, especialmente a donde llega mucho el amoníaco (por la dispersión aérea de fertilizantes provenientes de la agricultura u otras actividades humanas), la actividad de las bacterias de las hojas se dispara . Esto hace que se produzcan nitratos en grandes cantidades, que no pueden ser absorbidos en su totalidad por la vegetación, se filtran en el subsuelo y pueden llegar hasta los acuíferos, comprometiendo la calidad de las aguas.
Este descubrimiento revela la gran importancia de unos organismos pequeños. Sin ellos, las copas de los árboles no serían capaces de transformar estos contaminantes atmosféricos y todo el nitrógeno se devolvería a la atmósfera aumentando el balance de gases de efecto invernadero.
Artículo: Guerrieri, R., Cáliz, J., Mattana, S. et al. Substantial contribution of tree canopy nitrifiers to nitrogen fluxes in European forests. Nat. Geosci. 17, 130–136 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-023-01364-3
