Cambio Climático y Microorganismos

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

2. 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

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 Carbonatadas • Humus 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 CH4 CO2

7. 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%

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: 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

13. Ciclo del Nitrógeno

14. 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 • Aminoácidos descomposición NH3 • 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

15. Ambiente acuático estratificado

16. 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

17. Ciclo del azufre

18. 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)

19. 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

22. 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

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 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

27. Corales Medio marino: Tª CO2 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

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 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.

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 AGUA • Amebiasis 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 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).

39. 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.

40. 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:

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 ZOONOSIS • Malaria • 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?