Un team internazionale di scienziati ha mappato per la prima volta il microbioma ambientale di un intero paese, creando un atlante ad alta-risoluzione della vita microbica in tutta la Danimarca. Il progetto, condotto dall’Università di Aalborg con il contributo dell’Università di Vienna, ha analizzato più di 10.000 campioni di suolo e ambiente a livello nazionale ed è stato pubblicato suNaturasotto il titoloMicroflora Danica.
I campioni sono stati raccolti con una risoluzione spaziale media di circa quattro chilometri quadrati, producendo quella che i ricercatori descrivono come una panoramica senza precedenti della diversità e della funzione microbica del paese. Il set di dati fornisce informazioni su come i microrganismi rispondono all’uso del territorio, all’agricoltura e ai disturbi ambientali su scala nazionale.
Gli scienziati dell'Università di Vienna hanno svolto un ruolo centrale nell'analisi dei microrganismi nitrificatori - che determinano passaggi chiave nel ciclo globale dell'azoto. Questi organismi determinano per quanto tempo l’azoto dei fertilizzanti rimane disponibile per le colture e quando viene convertito in forme che inquinano i corsi d’acqua o fuoriescono nell’atmosfera.
Lo studio mostra, per la prima volta, la distribuzione a livello nazionale dei nitrificanti nei suoli. Evidenzia inoltre le principali lacune nelle conoscenze: due dei gruppi più diffusi - il lignaggio TA-21 degli archaea ossidanti l'ammoniaca e del comammoxNitrospirail clade B - non ha rappresentanti coltivati. Di conseguenza, non possono ancora essere studiati direttamente in laboratorio, nonostante dominino vaste aree di suoli agricoli e naturali. I ricercatori hanno inoltre identificato prove evidenti dell'esistenza di gruppi precedentemente sconosciuti e non coltivati di batteri ossidanti i nitriti-.
I risultati hanno un peso particolare per la Danimarca, dove circa due-terzi del territorio sono utilizzati per l'agricoltura. L’uso intensivo di fertilizzanti porta a significative perdite di azoto nelle acque sotterranee, nei fiumi e nelle acque costiere, contribuendo anche alle emissioni di protossido di azoto, un potente gas serra. Diversi nitrificanti variano nella quantità di protossido di azoto che producono e nel modo in cui rispondono agli inibitori della nitrificazione aggiunti ai fertilizzanti, rendendo la loro distribuzione fondamentale per la gestione ambientale.
I ricercatori affermano che l’atlante potrebbe contribuire a rendere l’agricoltura più mirata e sostenibile allineando le strategie sui fertilizzanti con le comunità microbiche presenti nel suolo. Nel tempo, ciò potrebbe ridurre le perdite di nutrienti, limitare l’inquinamento idrico e ridurre le emissioni di gas serra.
Al di là dell’agricoltura, lo studio mostra che il disturbo antropico lascia una chiara firma microbica. Gli habitat gestiti in modo intensivo tendono ad avere un’elevata diversità locale ma appaiono più omogeneizzati a livello nazionale. Gli ecosistemi meno disturbati mantengono una maggiore diversità microbica complessiva. Gli autori suggeriscono che tali “impronte microbiche” potrebbero eventualmente essere utilizzate per valutare il successo dei progetti di ripristino degli habitat.
Le implicazioni si estendono oltre la Danimarca. L’Austria deve affrontare sfide simili legate all’intensità dell’agricoltura, alla gestione dei nutrienti e alla protezione delle acque. Secondo i ricercatori coinvolti nello studio, l'atlante danese fornisce un modello su come i dati sul microbioma su scala nazionale-potrebbero informare la politica ambientale altrove, dall'ottimizzazione dei fertilizzanti alla stima delle emissioni di gas serra basate sul suolo-.
Gli autori sostengono che l'integrazione dei dati sul microbioma nella pianificazione dell'uso del territorio e nelle strategie climatiche sarà essenziale poiché i paesi cercheranno di bilanciare la produttività agricola con la protezione dell'ambiente.
