La Danimarca ha mappato l’intero microbioma del suo suolo

Lo studio, che ha coinvolto le università di Aalborg e di Vienna, assume un significato particolare per un Paese a forte vocazione agricola come la Danimarca. Il grado di disturbo dell’habitat, hanno spiegato gli autori, condiziona i profili microbici

di Matteo Cavallito

La biodiversità dei microorganismi presenti nel suolo della Danimarca trova ora una rappresentazione completa in un atlante nazionale. Il risultato, quest’ultimo, di un lungo lavoro di ricerca condotto da un gruppo di scienziati sotto la guida dell’Università di Aalborg e con il contributo dell’Università di Vienna e descritto in uno studio pubblicato sulla rivista Nature.

L’indagine si è concentrata su oltre 10.000 campioni di terreno provenienti da tutto il Paese che hanno permesso di delineare una mappa dei diversi microbiomi ambientali danesi “con una risoluzione spaziale e una profondità funzionale senza precedenti”, spiegano gli autori in una nota. I ricercatori, inoltre, hanno evidenziato il ruolo chiave dei microbi nitrificanti nel ciclo dell’azoto.

L’agricoltura intensiva altera i profili microbici

Avviato nel 2019, lo studio denominato “Microflora Danica” si basa su 10.683 sequenze geniche dei microorganismi e set di dati rRNA supplementari e collega le sequenze ai diversi habitat. “Inoltre”, si legge nella ricerca, “l’insieme dei dati comprende 14,9 milioni di sequenze batteriche e 13,4 milioni di sequenze eucariotiche dell’operone rRNA, oltre a 6,4 milioni di sequenze quasi complete del gene 16S rRNA batterico”. Questi dati, in particolare, “provengono da un sottoinsieme di campioni che ne riflettono la diversità mantenendo la copertura geografica del dataset più ampio”.

Lo studio, ricordano ancora gli autori, ha evidenziato soprattutto come il grado di disturbo dell’habitat, che si associa all’agricoltura intensiva, condizioni i profili microbici.

Gli habitat naturali, infatti, conservano una maggiore diversità complessiva. Quelli disturbati, invece, mostrano un’elevata diversità a livello locale, ma sono più omogenei a livello nazionale. “Questo aspetto sottolinea il ruolo dei sistemi naturali nel mantenimento della diversità totale delle specie ed evidenzia la necessità di linee guida nazionali per monitorare le risposte microbiche all’uso del suolo e ai cambiamenti climatici”, spiega lo studio.

L’importanza dei nitrificanti

Nell’analizzare il fenomeno, i ricercatori si sono così concentrati sui cosiddetti nitrificanti, un gruppo di microbi che impattano sulla regolazione del clima e sulla qualità dell’acqua, due aspetti legati all’emissione dell’azoto nell’atmosfera e alla sua distribuzione nei corsi d’acqua attraverso il fenomeno della lisciviazione nel suolo. “Abbiamo identificato diversi lignaggi che codificano geni chiave dei nitrificanti e rivelato gli effetti del disturbo del suolo sull’ammontare di questi ultimi, con potenziali implicazioni per le emissioni di protossido di azoto”, spiegano gli scienziati.

I nitrificanti presenti nei microbiomi del terreno, in pratica, determinano per quanto tempo l’azoto reattivo dei fertilizzanti rimanga disponibile per le piante. E quando, invece, esso si accumuli e si diffonda danneggiando l’ambiente.

Lo studio ha mostrato per la prima volta la distribuzione nazionale di questi microorganismi e ha rivelato come i diversi nitrificanti producano quantità variabili di nitrati e reagiscano in modo differente agli inibitori della nitrificazione, spesso aggiunti ai fertilizzanti per limitarne le perdite. “Comprendere quali nitrificanti siano presenti e in che quantità apre importanti prospettive future per rendere l’agricoltura più precisa, efficiente e sostenibile”, sottolineano i ricercatori.

Il futuro agricolo della Danimarca

Lo studio assume un significato particolare per un Paese a forte vocazione agricola come la Danimarca che destina alle coltivazioni due terzi circa del suo territorio, ricordano gli scienziati. I risultati della ricerca, in particolare, dimostrano come i microrganismi siano i principali motori dei processi biogeochimici e siano per questo sensibili all’uso del suolo. Ne deriva la necessità di approfondire le conoscenze per elaborare strategie agricole più sostenibili.

“Il prossimo passo consiste nel collegare le specie microbiche e le loro associazioni, come i nitrificanti, ad altre iniziative di ricerca nazionali, tra cui l’uso storico del suolo, i regimi di fertilizzazione e le emissioni di gas serra”, concludono gli autori. “Grazie all’identificazione e alla caratterizzazione di nuove specie, la gestione agricola basata sulle conoscenze microbiche è ormai alla nostra portata e offre una potenziale strategia per limitare le emissioni di protossido di azoto attraverso l’adeguamento degli input per favorire o contrastare l’azione di specifici microrganismi”.