Aíslan una bacteria desconocida capaz de consumir el gas invernadero N2O

Investigadores japoneses han aislado del suelo una bacteria no desnitrificante capaz de convertir el N2O a N2, lo que la convierte en una posible estrategia de mitigación de GEIs en la agricultura.

El óxido nitroso (N2O) es uno de los principales gases de efecto invernadero (GEIs) de origen biológico junto al dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4). Aunque se emite en menor proporción que el CO2, su capacidad de absorber la radiación solar es 298 veces superior, por lo que su impacto en el calentamiento global es considerable. La agricultura, y en especial el uso de los fertilizantes nitrogenados, causan más del 60 % de la emisión de dicho gas (IPCC, 2019). Por este motivo, en los últimos tiempos se están proponiendo estrategias de mitigación de dicha emisión como reducir el uso de fertilizantes nitrogenados minerales, emplear sistemas alternativos de fertilización como la fijación simbiótica de nitrógeno o la aplicación de aditivos a los fertilizantes como los inhibidores de la nitrificación. Otra opción que está tomando relevancia entre la comunidad científica es la utilización de algunos microorganismos del suelo capaces de transformar el N2O en nitrógeno molecular (N2), un gas inocuo y el principal componente de la atmósfera.

Pero, ¿cómo lo hacen?

Hasta la fecha se sabe que existen diversos procesos biológicos implicados en la emisión de N2O por los suelos agrícolas, siendo la nitrificación y la desnitrificación los más importantes. El primero explica la transformación del nitrógeno orgánico en nitrógeno inorgánico en condiciones aeróbicas, dando lugar en última instancia a nitrato, mientras que la desnitrificación se caracteriza por la reducción secuencial del nitrato a N2 en condiciones de bajo oxígeno. En ambos procesos se genera N2O como producto indirecto, tal y como puede apreciarse en la Figura 1.

Existe una enzima microbiana muy importante dentro de la desnitrificación, la óxido nitroso reductasa (N2OR). Hasta la fecha, es la única capaz de reducir el N2O a N2, cerrando así el ciclo del nitrógeno (N). De hecho, esta enzima es foco de interés entre los microbiólogos del suelo que estudian el cambio climático y ya hay trabajos proponiendo modular su regulación y actividad como herramienta eficaz para su mitigación (Richardson y col. 2009).

Pero, ¿pueden los microorganismos del suelo reducir el N2O sin tener dicha enzima?

Hasta la fecha se pensaba que no, pero algunos trabajos apuntan a que pueden existir otras rutas metabólicas por las cuales los microorganismos del suelo pueden usarlo para crecer, reduciendo así dicho gas.

En un trabajo reciente, investigadores japoneses han conseguido aislar una bacteria no desnitrificante capaz de reducir el N2O sin que aparentemente tengan la enzima N2OR (Takatsu y col., 2020). Para eso, incubaron un suelo agrícola con N2O durante varias semanas en condiciones óptimas desnitrificantes (con nitrato y glucosa) y analizaron el consumo de N2O por dicho suelo a diferentes pHs. Describieron que a pH 8,5, dicha reducción fue notoria por lo que decidieron aislar las bacterias presentes en dicho suelo (Figura 2). Obtuvieron un total de 15 aislados, de los cuales uno presentó una alta capacidad de reducir N2O . A partir de su ADN, amplificaron el gen nosZ que codifica la enzima N2OR mediante PCR, y descubrieron que dicho aislado no tenía la enzima N2OR.

En mi opinión, este trabajo es muy prometedor aunque bastante preliminar. Comparto la opinión de los autores en que hay que seguir investigando dicho aislado, secuenciando su genoma y analizando la actividad real de consumo de N2O. Si se confirma, estaríamos ante un fenómeno muy interesante como es un nuevo mecanismo de transformación de N2O que puede abrir toda una nueva línea investigación fascinante.

Las fuentes:

  • Hallin, S., Philippot, L., Löffler, F.E., Sanford, R.A., Jones, C.M. 2018. Genomics and ecology of novel N2O-reducing microorganisms. Trends Microbiol., 26, 1, 43-55. http://doi.org/10.1016/j.tim.2017.07.003
  • IPCC, 2019: Summary for Policymakers. In: Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems [P.R. Shukla, J. Skea, E. Calvo Buendia, V. Masson-Delmotte, H.- O. Pörtner, D. C. Roberts, P. Zhai, R. Slade, S. Connors, R. van Diemen, M. Ferrat, E. Haughey, S. Luz, S. Neogi, M. Pathak, J. Petzold, J. Portugal Pereira, P. Vyas, E. Huntley, K. Kissick, M. Belkacemi, J. Malley, (eds.)]. In press.
  • Richardson, D., Felgate, H., Watmought, N., Thomson, A., Baggs, E. 2009. Mitigating release of the potent greenhouse gas N2O from the nitrogen cycle could enzymatic regulation hold the key? Trends Biotechnol., 27, 388–397. http://doi.org/10.1016/j.tibtech.2009.03.009
  • Takatsu, Y., Miyamoto, T., Hashidoko Y. 2020. An Unknown Non-denitrifier Bacterium Isolated from Soil Actively Reduces Nitrous Oxide under High pH Conditions. Microbes Environ. 35(4). https://www.doi.org/10.1264/jsme2.ME20100

Deja un comentario

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.