IL Organizzazione delle Nazioni Unite (ONU) indica che il cambiamento climatico “si riferisce a cambiamenti a lungo termine delle temperature e dei modelli meteorologici”. In questo senso, l’entità afferma che l’uso dei combustibili fossili “genera Emissioni di gas serra che agiscono come una coperta che circonda la Terra, intrappolandola caldo del sole e alzando il temperature”.
Oltre all’anidride carbonica e al metano, uno dei gas serra che preoccupa gli esperti è il protossido di azoto. Secondo l’ONU, “l’esposizione al suolo di specie reattive dell’azoto, come nei fertilizzanti, provoca reazioni microbiche che rilasciano questo gas, che È 300 volte più potente riscaldare l’atmosfera rispetto all’anidride carbonica”.
In questo contesto, uno studio condotto da ricercatori dell’ California Institute of Technology (Caltech) ha dichiarato che una nuova classe di enzimi permette ai batteri respirare nitrati in condizioni di basso ossigeno. Questo processo, secondo gli autori, produce protossido di azoto.
Secondo gli autori, la produzione di protossido di azoto in questo caso avviene durante denitrificazione. Questa dinamica, attraverso la quale i batteri scompongono il nitrato presente nei fertilizzanti, è più comune negli ambienti in cui i livelli di ossigeno sono scarsi, come le zone umide, i terreni alpini e i laghi.
In questo modo la scoperta è stata pubblicata sulla rivista Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze- potrebbe avere implicazioni significative per la comprendere e affrontare i fenomeni legati al cambiamento climatico. Perché? Secondo gli esperti, l’analisi di nuovi enzimi e della loro produzione di N₂O potrebbe essere cruciale per sviluppare strategie efficaci contro il cambiamento climatico.
“Il protossido di azoto è un gas serra molto più difficile da monitorare rispetto all’anidride carbonica, ma con questa ricerca ora sappiamo che Esistono molte più fonti che producono protossido di azoto di quanto si pensasse in precedenza“, disse Woody Fisherprofessore di geobiologia e ricercatore principale dello studio.
“Capire dove e quando questo gas viene rilasciato nell’atmosfera può aiutarci a prendere decisioni più intelligenti. “C’è un futuro non troppo lontano in cui un agricoltore avrà informazioni sulle comunità microbiche presenti nel suo terreno, permettendogli di prendere decisioni informate su come e quando utilizzare i fertilizzanti per la salute del paesaggio”, ha aggiunto Fischer.
Il team di esperti ha esaminato le sequenze genomiche di decine di migliaia di specie microbiche diverse in vari ambienti della Terra. La maggior parte delle cellule della biosfera utilizzano proteine specifiche chiamate reduttasi per respirare ossigeno, hanno detto. Tuttavia, gli autori hanno sostenuto che esiste un’ampia gamma di reduttasi che hanno sviluppato proteine per la respirazione. ossido nitrico (NO)qualcosa che di conseguenza produrrebbe protossido di azoto.
La ricerca ha suggerito che una migliore gestione dei fertilizzanti in agricoltura potrebbe ridurre significativamente le emissioni di protossido di azoto. Secondo lo studio, questa conoscenza potrebbe essere fondamentale per lo sviluppo di nuove tecnologie e pratiche agricole sostenibili.
Lo sottolineano gli esperti L’implementazione di tecniche avanzate di monitoraggio e analisi genomica consentirà di identificare e quantificare con maggiore precisione le fonti del protossido di azoto, facilitando l’adozione di misure più efficaci per il suo controllo.
Nella pubblicazione gli specialisti affermano: “Il protossido di azoto è un potente gas serra la cui produzione è catalizzata dall’ossido nitrico reduttasi (NOR), membri della superfamiglia di enzimi eme-rame ossidoreduttasi (HCO). “Abbiamo identificato diverse famiglie di HCO precedentemente non caratterizzate, quattro delle quali (eNOR, sNOR, gNOR e nNOR) sembrano eseguire la riduzione dell’ossido nitrico (NO).”
Per la dimensionalità: secondo l’NIH la riduzione ha a che fare con il processo di ossidoriduzione, una “reazione chimica che avviene tra una sostanza ossidante e una sostanza riducente. Durante la reazione, la sostanza ossidante perde elettroni e la sostanza riducente ne acquista. Ad esempio, la ruggine si forma quando avviene una reazione di ossidoriduzione tra l’ossigeno contenuto nell’acqua o nell’aria umida (una sostanza ossidante) e il ferro (una sostanza riducente).”
Tutto sommato, gli autori dello studio in questione hanno scritto: “Queste famiglie hanno nuove strutture di siti attivi e molte hanno canali protonici conservati, suggerendo che potrebbero associare la riduzione dell’NO alla conservazione dell’energia. Isoliamo e caratterizziamo biochimicamente un membro della famiglia di batteri eNOR Rhodothermus marinus e abbiamo scoperto che riduce gli NO”.
E hanno ampliato: “Utilizziamo i dati della sequenza ambientale per trovare enzimi che producono protossido di azoto da NO e convalidiamo la nostra ipotesi con esperimenti. “È probabile che questi nuovi enzimi contribuiscano ai flussi globali di protossido di azoto ed espandano l’ampiezza del ciclo dell’azoto”.
Questo studio “capovolge la sceneggiatura”, secondo Fischer. “Ciò dimostra che proteine che consentono il respirazione dei nitrati Infatti evoluto da quelli che respirano ossigeno, circa due miliardi di anni fa”, ha detto. Il lavoro affermava che il respirazione dei nitrati e il denitrificazione Sono processi evolutivamente più recenti di quanto si pensasse. L’evoluzione di questi enzimi dalle reduttasi dell’ossigeno comporta un significativo adattamento alle mutevoli condizioni ambientali della Terra.
Fischer postulò: “Abbiamo trascurato ampie regioni della biosfera dove veniva prodotto il protossido di azoto perché queste proteine non sono state scoperte. Ora possiamo prevedere con molta più precisione, attraverso le informazioni sulla sequenza genomica, Quali organismi e in quali ambienti producono protossido di azoto. “Ce ne sono molti di più di quanto pensassimo.”
Un altro degli esperti incaricati del lavoro, Giacomo Canapa, ha osservato: “Il nostro lavoro ha aumentato notevolmente la diversità biochimica di una delle famiglie di enzimi più studiate in microbiologia. “Ciò dovrebbe servire da avvertimento sul fatto che l’analisi metabolica automatizzata senza verifica sperimentale può portare a conclusioni errate sulle funzioni microbiche e comunitarie”.
