Cambio Climático y Microorganismos
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Cambio Climático y Microorganismos. Ana Vázquez Carballo Yamal Al-Ramahi González Ana-Isabel Moraga Quintanilla. Microorganismos y cambio climático. 1-3% conocido Diversidad microbiana (procariotas) Taxonómica Funcional “Sabiduría acumulada” (copia y optimización) % Biomasa

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Presentation Transcript


Cambio Climático y Microorganismos

Ana Vázquez Carballo

Yamal Al-Ramahi González

Ana-Isabel Moraga Quintanilla


Microorganismos y cambio climático

  • 1-3% conocido

  • Diversidad microbiana (procariotas)

    • Taxonómica

    • Funcional

    • “Sabiduría acumulada” (copia y optimización)

  • % Biomasa

  • Implicados en ciclos biogeoquímicos

    • Directa

    • Indirecta

  • Los cambios en el clima pueden ser originados por:

    • variabilidad interna dentro del sistema climático

    • factores externos:

      • naturales (ciclo solar, erupciones volcánicas)

      • antropógenos


  • Ciclo del Carbono


    Ciclo del Carbono

    • Destacar la importancia de los microorganismos ya que son los responsables de cerrar el ciclo


    Ciclo del Carbono

    • Reservorios:

    • Sedimentos

    • Rocas Carbonatadas

    • Humus del suelo

    • Biomasa

    • Gaseoso

    • Desajustes:

    • Los principales desajustes se están produciendo en el reservorio gaseoso→CO2 y CH4


    Relación directa entre las emisiones de CH4, y CO2 y el aumento de la temperatura

    CH4

    CO2


    El CH4 tiene un efecto 23 mayor que el CO2

    Desde 1750 el CO2 atmosférico ha aumentado un 32%

    mientras que el CH4 un 151%


    ¿No cerraban el ciclo los microorganismos?

    ¿De dónde sale tanto gas?


    Ciclo del Carbono

    ¾ partes de la emisión de CO2 corresponde a la quema de combustibles fósiles


    Fuentes principales de metano:

    Prospección de petróleo

    Cultivos de arroz

    Ganadería intensiva

    Contaminación de aguas

    Prácticas agrícolas


    SOLUCIONES:

    Colecta artificial

    Disminución de las emisiones

    Captura de CO2 en forma de biomasa(Reforestación)

    Efecto Albedo

    Respiración

    Pérdida de biodiversidad

    Estudio de la biodiversidad microbiana. Generación de biofilms fijadores de C

    Nieve planctónica, mezcla de los mares


    Ciclo del Nitrógeno


    • Fijación

      • Química alta E (rayos cósmicos, estelas meteoros y relámpagos)

        • N2, O2, H2ONH4 y HNO3

      • Biológica (90% N total fijado)

        • Raíces nodulares

        • Aerobiosis: Azotobacter, cianobacterias en suelo y agua (Nostoc, Anabaena, Calothrix).

        • Anaeroero biosis: Clostridium, Klebsiella y bacterias fotótrofas.

        • Líquenes: Collema y Peltigera (en simbiosis con cianobacterias).

    • Amonificación

      • AminoácidosdescomposiciónNH3

    • Nitrificación (aerobio, respiradoras aerobias facultativas)

      • NH4 NO2- NO3-

      • Nitrosomonas: NH4 suelo como única fuente de E para dar NO2-.

      • Nitrobacter: NO2- a NO3-.

    • Desnitrificación (anaerobio, aerobios facultativos)

      • NO3-N2

      • Pseudomonas y Thiobacillus


    Ambiente acuático estratificado


    Ciclo de Nitrógeno: Desajustes

    • Automoción: 0,3 % de aumento anual de NOx a la atmósfera

    • Agricultura e industria: NO3- (fertilidad, eutrofización, desnitrificación)

    • N2O emisión natural

    • Quema de bosques: disminuye disponibilidad de N2en el suelo (factor limitante PP, ciclo C)

    • Roturación suelo: aumenta descomposición emitiendo NO3- y N2O

    • Exceso de NO3- industrial: lixiviado

      • en anoxia: N2Oatmosférico y posible emisión de CH4

  • Fábrica de fertilizantes químicos, cría animal intensiva, tratamiento H2O: N2O atmosférico

  • Automóviles y temperatura de combustión industrial:

    • N2O, NO, NO2 (poco reactivos, t1/2 largo)

      • Estratosfera: NO+O3NO2+O2

      • Atmósfera baja: NO2+O2NO+O3 Deposición

        • Problema de raíces en latitudes altas


  • Ciclo del azufre


    Dinámicas a destacar

    hv

    H2SS0SO2SO3

    H2S descomposición (principal fuente)

    Combustibles fósiles

    Volcanes

    DMS océano superficial

    H2SO4

    SO4=

    O

    Organoazufrados

    Sulfato-sulfonato de metilo

    DMS

    SO4= suelo

    DMSP (algas)


    Bacterias

    plantas

    Consumidores

    Suelo, fondo de mares, lagos, embalses

    bacterias

    Beggiatoa

    Thiothrix

    SO4= soluble

    H2S

    So

    F. Anaerob BVS BRS

    Conversión de ambientes

    acuáticos en ambientes

    extremos

    Thiobacillus

    SO4=

    So

    al medio

    Resp.Anaer.

    S reductoras

    productores

    H2S

    al medio

    Fe

    O2

    H2SO4

    FeSO4

    Fe2+

    FeS2

    Fe3+

    Explotación Minas

    Thiobacillus O2

    Thiobacillus

    ferroxidans


    • Fuente natural (60%):

      • Actividad microorganismos

      • Volcanes

      • Aerosol marino

      • Erosión

    • Fuente antrópica:

      • Térmica

      • Automoción

      • Industria

    • 68% combustibles fósiles (40% del carbón, aumentando)

    SO2

    Intoxicación de plantas

    Asma bronquial

    Tmortalidad

    H2SO4

    • pH incluso 3,5

      • Actividad hongos y bacterias del suelo

        • Humus

        • Mineralización (metales/M. pesados en solución)

        • Fijación de nutrientes


    Gas invernadero

    CO2

    CH4

    CFC

    HCFC

    N2O

    O3

    SO2

    T

    Variabilidad climática


    En los próximos 100 años se calcula que la temperatura media mundial de la superficie aumente de 1,4 a 5,8 ºC . Una vez que se estabilicen las emisiones de gases de efecto invernadero sus efectos perdurarán debido a la larga escala temporal con que se ajustan las profundidades del océano a los cambios climáticos.


    A más Temperatura más Temperatura


    Efectos sobre los Ecosistemas y la Biodiversidad

    Disminución de ecosistemas →Disminución biodiversidad

    Efectos sobre el plancton marino

    Un aumento de 2,5ºC en la temperatura aumentaría

    en un 20% la respiración del plancton heterótrofo lo que supondría el retorno del CO2 a la atmósfera

    Efectos sobre la descomposición

    - Diferencias según los ecosistemas

    - Disminución de superficie helada, liberación de sumideros, disminución de albedo.

    RETROALIMENTACIÓN


    Corales

    Medio marino:

    CO2

    Acidez de Agua

    CaCO3

    Corales de las Islas Fidji sobreviven a Temperaturas superiores a 30ªC.

    ¿Adaptación mediada por simbiontes?


    Efectos sobre otros organismos:

    - Disminución líquenes terrestres

    - Aumento líquenes epifíticos

    ¿Adaptación mediada por simbiontes?

    Trentepohlia


    Suplemento de hierro


    REPERCUSIONES DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN LA SALUD


    TIPOS DE REPERCUSIONES EN LA SALUD:


    EFECTOS SOBRE LA SALUD HUMANA:

    • Incremento de la mortalidad y la morbilidad por la mayor frecuencia de eventos extremos.

    • Enfermedades asociadas a la calidad del agua.

    • Enfermedades asociadas a la disponibilidad de alimento.

    • Incremento de enfermedades asociadas a vectores.

    • Extensión geográfica de las enfermedades transmitidas por vectores hacia latitudes más elevadas.


    TEMPERATURA

    • Exceso de mortalidad debido a:

      • Enfermedad cardiovascular.

      • Enfermedad cerebro vascular.

      • Enfermedad respiratoria.

    • Afectan sobre todo a ancianos y niños pequeños.


    INUNDACIONES Y SEQUÍAS

    • Reducción de agua limpia debido a las sequías: menor producción alimentaria y mayor incidencia de malaria por el cambio geográfico del vector.

    • Aguas contaminadas debido a las inundaciones: aumento de síndromes diarreicos, de enfermedades respiratorias (por los hacinamientos), de enfermedades psiquiátricas, sobrecrecimiento de hongos.

    • Aumento de las enfermedades infecciosas.


    “EL NIÑO”

    • Calentamiento de agua lejos de la costa de Perú y Ecuador.

    • Cada 2-7 años. Dura de 12 a 18 meses.

    • Sequías en el sudeste de Asia, Indonesia y África del sur .

    • Inundaciones en el sudoeste de Estados Unidos, Argentina y Kenia.


    ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL AGUA

    • Amebiasis o disentería amibiana (Entamoeba histolytica).

    • Ascariasis (Ascaris lumbicoides).

    • Balantidiasis (Balantidium coli).

    • Cólera (Vibrio colerae).

    • Cryptosporidiosis (Cryptosporidium).

    • Escherichia coli.

    • Giardiasis (Giardia lamblia).


    ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL AGUA

    • Hepatitis (A y E).

    • Leptospirosis (Leptospira interrogans).

    • Fiebre tifoidea (Salmonella tiphi).

    • Paratifoidea (Salmonella paratiphi tipo A, B y C).

    • Poliomelitis (Polivirus tipo 1, 2 y 3).

    • Gastroenteritis por Rotavirus (Familia Reoviridae).

    • Shigelosis o disentería bacilar (Shigella dysenteriae, S. flexneri, S. boydii y S. sonnei).


    ENFERMEDADES INFECCIOSAS

    • DATOS HISTÓRICOS:

      • Los aristócratas romanos se retiraban durante el verano a casas en las colinas para evitar la malaria.

      • Los habitantes del Sur de Asia descubrieron durante el verano que las comidas fuertemente sazonadas con curry producían menos diarrea.


    ANTROPONOSIS:

    TRANSMISIÓN DIRECTA

    TRANSMISIÓN INDIRECTA

    HOMBRE

    HOMBRE

    VECTOR

    VECTOR

    HOMBRE

    HOMBRE

    ZOONOSIS:

    TRANSMISIÓN DIRECTA

    TRANSMISIÓN INDIRECTA

    ANIMALES

    ANIMALES

    VECTOR

    VECTOR

    ANIMALES

    ANIMALES

    HOMBRE

    HOMBRE

    ENFERMEDADES INFECCIOSAS

    • Los agentes infecciosos varían mucho en tamaño, tipo y modo de transmisión:


    EFECTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE EL VECTOR:

    PROLONGACIÓN DE

    LA SUPERVIVENCIA

    ACELERACIÓN DEL

    METABOLISMO BASAL

    AUMENTO DE Tª

    Y HUMEDAD

    AUMENTO DE

    REQUERIMIENTOS

    NUTRICIONALES

    INCREMENTO DE LA

    PRODUCCIÓN DE

    HUEVOS

    ACELERACIÓN DEL

    PERÍODO DE

    INCUBACIÓN

    INCREMENTO DEL

    PROMEDIO DE

    PICADURAS


    EFECTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE EL VECTOR:

    • El aumento de las precipitaciones causa un incremento del número y calidad de criaderos de los vectores.

    • Las inundaciones eliminarían el hábitat de los vectores haciendo que mantengan un contacto más estrecho con el humano.

    • El aumento de la temperatura en invierno reduce la alta tasa de mortalidad de los vectores.

    • A medida que el clima se hace más cálido, muchos vectores ampliarán probablemente su distribución en Europa, pudiéndose introducir nuevos vectores procedentes de los trópicos.


    ENFERMEDADES CAUSADAS POR VECTORES Y ZOONOSIS

    • Malaria

    • Dengue

    • Fiebre amarilla

    • Encefalitis

    • Esquistosomiasis

    • Peste

    • Hantavirus

    • Leptospirosis


    EFECTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN LA FRECUENCIA DE LAS ENFERMEDADES


    ¿Seremos capaces de adaptarnos?

    ¿Realmente disminuirá la biodiversidad?

    ¿Se producirá radiación adaptativa?

    ¿Globalización de enfermedades?


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