Un nuevo estudio internacional demuestra la función crucial que tienen unos microorganismos presentes en las hojas de los árboles de retirar compuestos nitrogenados del aire. El estudio demuestra 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 nitrogenados.
El equipo científico, con Rossella Guerrieri a la cabeza, investigadora Marie Sklodowska Curie en el CREAF mientras se llevó a cabo esta investigación, ha descubierto la presencia de unos microbios nitrificantes en las hojas de los árboles que interactúan con compuestos nitrogenados presentes en la atmósfera (amoniaco 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 estos microbios, 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. Estos análisis se han llevado a cabo en los laboratorios del IBB-Parc de Recerca UAB y en el CEAB se realitzaron los análisis computacionales de estos datos con la participación de Joan Cáliz i Emilo O. Casamayor. Para evaluar las propiedades nitrificantes han analizado muestras de agua de la lluvia dentro y fuera del bosque e incluso han analizado hojas de los árboles de distintas alturas, que han recolectado escaladores profesionales en todos los países.
“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 fuese 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» (ROSSELLA GUERRIERI, autora principal del artículo y profesora de la Universidad de Bolonia).
La nitrificación, equilibrio delicado
El proceso de nitrificación es una parte clave del ciclo del nitrógeno que, hasta ahora, se 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, 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 los microbios de las hojas se dispara. Esto hace que se produzcan nitratos en grandes cantidades, que se filtran hacia los acuíferos, comprometiendo la calidad de las aguas subterráneas, o incluso se vuelven a dispersar hacia la atmósfera. Esta «sobre-fertilización» perjudica a los bosques y la calidad de las aguas subterráneas.
Este descubrimiento, publicado en Nature GeoScience, revela la gran importancia de unos organismos tan 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.
Este estudio ha estado liderado por la profesora asociada R. Guerrieri desde el Departamento de Ciencias y Tecnologías de la Universidad de Bolonia, con la colaboración de un equipo internacional. Investigadores/as del CREAF como Maurizio Mencuccini, Stefania Mattana y Josep Peñuelas y del CEAB también han participado.
Artículo de referencia
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
Galdric Mossoll