1 Cambio Climático y MicroorganismosAna Vázquez Carballo Yamal Al-Ramahi González Ana-Isabel Moraga Quintanilla

2 Microorganismos y cambio climático1-3% 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

3 Ciclo del Carbono

4 Ciclo del Carbono Destacar la importancia de los microorganismos ya que son los responsables de cerrar el ciclo

5 Ciclo del Carbono Reservorios: Sedimentos Rocas CarbonatadasHumus del suelo Biomasa Gaseoso Desajustes: Los principales desajustes se están produciendo en el reservorio gaseoso→CO2 y CH4

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

7 El CH4 tiene un efecto 23 mayor que el CO2Desde 1750 el CO2 atmosférico ha aumentado un 32% mientras que el CH4 un 151%

8 ¿No cerraban el ciclo los microorganismos?¿De dónde sale tanto gas?

9 Ciclo del Carbono ¾ partes de la emisión de CO2 corresponde a la quema de combustibles fósiles

10 Fuentes principales de metano:Prospección de petróleo Cultivos de arroz Ganadería intensiva Contaminación de aguas Prácticas agrícolas

11 SOLUCIONES: Disminución de las emisiones Colecta artificialCaptura 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

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13 Ciclo del Nitrógeno

14 Nitrificación (aerobio, respiradoras aerobias facultativas)Fijación Química alta E (rayos cósmicos, estelas meteoros y relámpagos) N2, O2, H2O NH4 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 Aminoácidos descomposición NH3 Nitrificación (aerobio, respiradoras aerobias facultativas) NH4 NO NO3- Nitrosomonas: NH4 suelo como única fuente de E para dar NO2-. Nitrobacter: NO2- a NO3-. Desnitrificación (anaerobio, aerobios facultativos) NO N2 Pseudomonas y Thiobacillus

15 Ambiente acuático estratificado

16 Ciclo de Nitrógeno: DesajustesAutomoción: 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 N2 en 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+O NO2+O2 Atmósfera baja: NO2+O NO+O3 Deposición Problema de raíces en latitudes altas

17 Ciclo del azufre

18 Dinámicas a destacar H2S S0 SO2 SO3hv H2S S0 SO2 SO3 H2S descomposición (principal fuente) Combustibles fósiles Volcanes DMS océano superficial H2SO4 SO4= O Organoazufrados Sulfato-sulfonato de metilo DMS SO4= suelo DMSP (algas)

19 Conversión de ambientes acuáticos en ambientesBacterias plantas Consumidores Suelo, fondo de mares, lagos, embalses SO4= soluble bacterias Beggiatoa Thiothrix 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

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22 SO2 Fuente natural (60%): Fuente antrópica: Actividad microorganismosVolcanes 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

23 Gas invernadero CO2 CH4 CFC HCFC N2O O3 SO2 T Variabilidad climática

24 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.

25 A más Temperatura más Temperatura

26 Efectos sobre los Ecosistemas y la BiodiversidadDisminución 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

27 Medio marino: Tª CO2 Corales Acidez de Agua CaCO3 Corales de las Islas Fidji sobreviven a Temperaturas superiores a 30ªC. ¿Adaptación mediada por simbiontes?

28 Efectos sobre otros organismos:- Disminución líquenes terrestres - Aumento líquenes epifíticos ¿Adaptación mediada por simbiontes? Trentepohlia

29 Suplemento de hierro

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31 REPERCUSIONES DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN LA SALUD

32 TIPOS DE REPERCUSIONES EN LA SALUD:

33 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.

34 TEMPERATURA Exceso de mortalidad debido a:Enfermedad cardiovascular. Enfermedad cerebro vascular. Enfermedad respiratoria. Afectan sobre todo a ancianos y niños pequeños.

35 INUNDACIONES Y SEQUÍASReducción 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.

36 “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.

37 ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL AGUAAmebiasis o disentería amibiana (Entamoeba histolytica). Ascariasis (Ascaris lumbicoides). Balantidiasis (Balantidium coli). Cólera (Vibrio colerae). Cryptosporidiosis (Cryptosporidium). Escherichia coli. Giardiasis (Giardia lamblia).

38 ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL AGUAHepatitis (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).

39 ENFERMEDADES INFECCIOSASDATOS 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.

40 ENFERMEDADES INFECCIOSASLos agentes infecciosos varían mucho en tamaño, tipo y modo de transmisión: ANTROPONOSIS: TRANSMISIÓN DIRECTA TRANSMISIÓN INDIRECTA HOMBRE VECTOR ZOONOSIS: ANIMALES

41 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

42 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.

43 ENFERMEDADES CAUSADAS POR VECTORES Y ZOONOSISMalaria Dengue Fiebre amarilla Encefalitis Esquistosomiasis Peste Hantavirus Leptospirosis

44 EFECTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN LA FRECUENCIA DE LAS ENFERMEDADES

45 ¿Seremos capaces de adaptarnos?¿Realmente disminuirá la biodiversidad? ¿Se producirá radiación adaptativa? ¿Globalización de enfermedades?

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