Investigadores descubren vías de electrones de alta def en el suelo
Todas las plantas necesitan electrones para ayudar a las tareas biológicas y químicas. Los científicos de Cornell han descubierto un nuevo sistema de alta definición que permite a los electrones viajar a través del suelo más lejos y más eficientemente de lo que se pensaba anteriormente.
"Los microorganismos necesitan electrones para todo lo que hacen. Si consumen nutrientes o expulsan metano o expulsan dióxido de carbono - para cualquier proceso biológico, necesitan electrones ", dijo Tianran Sun, investigador postdoctoral en ciencias del suelo y cultivos y autor principal del artículo que aparece el 31 de marzo en Nature Communications.
Al igual que los grandes volúmenes de electricidad que fluyen desde las Cataratas del Niágara a través del estado de Nueva York, los electrones transmiten a través del suelo a través del carbono. "No estábamos conscientes de este sistema de distribución de suelo de alta definición que transportaba electrones de lejos. No son kilómetros, no son metros, sino centímetros las distancias que importan en el suelo ", dijo Johannes Lehmann, profesor de ciencias del suelo.
De hecho, la modificación del suelo con carbono pirogénico - conocido como biochar - trae alta definición a la red de electrones. A su vez, los electrones estimulan las redes conductoras y el crecimiento, dijo Sun.
"Anteriormente pensábamos que sólo había vías de electrones de bajo rendimiento en el suelo - y ahora hemos aprendido que los electrones son canalizados a través del suelo muy eficientemente de una manera de alto rendimiento", dijo Lehmann.
Lehmann y los miembros de su laboratorio habían luchado para entender por qué los microorganismos prosperaron en presencia de biochar. El grupo eliminó el fósforo del suelo, haciendo el ambiente inhóspito. Ellos descartaron el agua y los nutrientes. Desecharon el uso del biochar como fuente de alimento porque los microorganismos no pueden consumir mucho de él. A través de los antecedentes de Sun en química ambiental, los científicos descubrieron que los microorganismos pueden ser atraídos a electrones que el biochar puede transportar.
"Estos resultados llevarán a una mejor comprensión de las respuestas microbianas en el suelo y el metabolismo microbiano, incluyendo los efectos a largo plazo sobre las emisiones de gases de efecto invernadero", dijo Sun.
Además de Lehmann y Sun, que publicó "Rapid Electron Transfer por la matriz de carbono en carbono pirogénico natural", los otros autores del documento son Barnaby Levin, estudiante de doctorado en física aplicada y de ingeniería; Estudiante doctoral Juan Guzman, ingeniería biológica y ambiental; Akio Enders, técnico, suelo y ciencias de la cosecha; David Muller, profesor de física aplicada y de ingeniería; Y Lars Argenent, profesor de la Universidad de Tübingen, Alemania.
Lehmann acredita trabajo interdisciplinario con la búsqueda de esta idea. "No podría haber terminado este trabajo sin la experiencia química de Tianran Sun, ni sin la experiencia microbiológica de Lars Angenent, ni con el conocimiento físico de David Muller o Barnaby Levin sobre la estructura de carbono", dijo Lehmann. "Ellos jugaron un gran papel."
La Fundación Nacional de Ciencias y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos financiaron esta investigación.
Fuente: www.news.cornell.edu
