Pinos escoceses () como fuentes de macromoléculas biológicas nucleantes de hielo (INMs)
Autores: Seifried, Teresa M.; Reyzek, Florian; Bieber, Paul; Grothe, Hinrich
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Pinos escoceses () como fuentes de macromoléculas biológicas nucleantes de hielo (INMs)
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Pino escocés
Especies de pino
Bosques boreales
Macromoléculas nucleantes de hielo
Inms
Pinos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
El pino escocés es la especie de pino más extendida en el mundo. Crece en el sistema forestal más grande del hemisferio norte y, junto con los abedules, ocupa una parte importante de los bosques boreales. Recientemente, se ha descubierto que los abedules son fuentes importantes de emisión de macromoléculas nucleantes de hielo terrestres (INMs) provenientes del polen, la corteza, las hojas, los pecíolos, las ramas y las superficies del tronco. Se sabe que el polen de pino nuclea hielo; sin embargo, se desconoce el potencial de otras partes del árbol para liberar INMs y contribuir a la emisión de aerosoles activos en hielo. Aquí, investigamos la distribución de INMs en, sobre y alrededor de los pinos escoceses en un estudio de laboratorio y de campo. Recogimos muestras de corteza, madera de rama y agujas de seis pinos en un parque urbano en Viena, Austria. Se determinaron las concentraciones de INMs a partir de extractos acuosos de muestras molidas (extractos en polvo) y superficies intactas (extractos de superficie). Además, recolectamos agua de lluvia que se había lavado de tres pinos durante un evento de lluvia y analizamos su contenido de INM. Todas las muestras investigadas contenían INMs con temperaturas de inicio de congelación que oscilaban entre -16 grados C y -29 grados C. La concentración de INMs en extractos en polvo a -25 grados C oscilaba entre 10 y 10 por mg de peso seco. Los extractos de superficie mostraron concentraciones de 10 a 10 INMs por cm de superficie extraída, siendo las muestras de agujas las que exhibieron las concentraciones más bajas. En las muestras de lluvia, encontramos 10 y 10 INMs por cm de área del colector de lluvia a -25 grados C, con temperaturas de inicio de congelación similares a las observadas en los extractos en polvo y de superficie. Con nuestros datos, estimamos que un metro cuadrado de pinar puede liberar alrededor de 4.1 x 10 a 4.6 x 10 INMs activos a -25 grados C y superiores, revelando a los bosques de pino como un extenso reservorio de INMs. Dado que los pinos son perennes y liberan INMs no solo de los granos de polen, los pinos y el bosque boreal en general deben considerarse como una fuente dominante de INMs en ubicaciones de alta latitud y gran altitud, donde otras especies son raras y otros núcleos de hielo transportados a largas distancias están diluidos. Finalmente, proponemos a los pinos como una fuente de emisión de INM que puede desencadenar eventos de congelación por inmersión en gotas de nubes a temperaturas moderadamente sobreenfriadas y, por lo tanto, puede tener un impacto significativo en la alteración de nubes de fase mixta.
Descripción
El pino escocés es la especie de pino más extendida en el mundo. Crece en el sistema forestal más grande del hemisferio norte y, junto con los abedules, ocupa una parte importante de los bosques boreales. Recientemente, se ha descubierto que los abedules son fuentes importantes de emisión de macromoléculas nucleantes de hielo terrestres (INMs) provenientes del polen, la corteza, las hojas, los pecíolos, las ramas y las superficies del tronco. Se sabe que el polen de pino nuclea hielo; sin embargo, se desconoce el potencial de otras partes del árbol para liberar INMs y contribuir a la emisión de aerosoles activos en hielo. Aquí, investigamos la distribución de INMs en, sobre y alrededor de los pinos escoceses en un estudio de laboratorio y de campo. Recogimos muestras de corteza, madera de rama y agujas de seis pinos en un parque urbano en Viena, Austria. Se determinaron las concentraciones de INMs a partir de extractos acuosos de muestras molidas (extractos en polvo) y superficies intactas (extractos de superficie). Además, recolectamos agua de lluvia que se había lavado de tres pinos durante un evento de lluvia y analizamos su contenido de INM. Todas las muestras investigadas contenían INMs con temperaturas de inicio de congelación que oscilaban entre -16 grados C y -29 grados C. La concentración de INMs en extractos en polvo a -25 grados C oscilaba entre 10 y 10 por mg de peso seco. Los extractos de superficie mostraron concentraciones de 10 a 10 INMs por cm de superficie extraída, siendo las muestras de agujas las que exhibieron las concentraciones más bajas. En las muestras de lluvia, encontramos 10 y 10 INMs por cm de área del colector de lluvia a -25 grados C, con temperaturas de inicio de congelación similares a las observadas en los extractos en polvo y de superficie. Con nuestros datos, estimamos que un metro cuadrado de pinar puede liberar alrededor de 4.1 x 10 a 4.6 x 10 INMs activos a -25 grados C y superiores, revelando a los bosques de pino como un extenso reservorio de INMs. Dado que los pinos son perennes y liberan INMs no solo de los granos de polen, los pinos y el bosque boreal en general deben considerarse como una fuente dominante de INMs en ubicaciones de alta latitud y gran altitud, donde otras especies son raras y otros núcleos de hielo transportados a largas distancias están diluidos. Finalmente, proponemos a los pinos como una fuente de emisión de INM que puede desencadenar eventos de congelación por inmersión en gotas de nubes a temperaturas moderadamente sobreenfriadas y, por lo tanto, puede tener un impacto significativo en la alteración de nubes de fase mixta.