Via aerea, pioggia e terra: come i microbi ritornano dopo un incendio

Uno studio pubblicato questa settimana su mSistemi suggerisce che la dispersione – attraverso l’aria o la pioggia, per esempio – gioca un ruolo importante nella successione microbica dopo un incendio distruttivo. I ricercatori dell’Università della California, Irvine, hanno trascorso un anno a monitorare il modo in cui le comunità batteriche e fungine ritornavano nella lettiera di foglie in un campo bruciato. Hanno scoperto che le comunità microbiche emergenti sulla superficie del suolo cambiavano con le stagioni e la ricomparsa delle piante, e che l’assemblaggio di quelle comunità era in gran parte determinato dalla dispersione.

Negli ultimi decenni il rischio e la portata di gravi disturbi ecologici, come gli incendi boschivi, sono aumentati.

“Sappiamo che con il cambiamento climatico e l’attività umana stiamo disturbando sempre di più i nostri ecosistemi”, ha affermato Kristin Barbour, autrice principale del nuovo studio e dottoranda. studente presso l’Università della California, Irvine. “I microbi, soprattutto quelli presenti nel suolo superficiale, eseguono una serie di processi ecosistemici davvero chiave, come il ciclo del carbonio e dell’azoto.” Batteri e funghi, ha detto, abbattono la materia vegetale morta e in decomposizione sul pavimento di un campo o di una foresta.

Inizialmente la Barbour aveva deciso di studiare la dispersione microbica nel contesto della siccità, ma i suoi piani cambiarono dopo che un incendio non pianificato bruciò un sito a Loma Ridge, vicino a Irvine. Quella che sembrava una battuta d’arresto è diventata un’opportunità. “Volevamo trarre vantaggio da questo disturbo, soprattutto perché gli incendi stanno diventando più frequenti in molte parti del mondo”, ha detto Barbour.

Il calore intenso prodotto durante un incendio altera la composizione chimica della lettiera, dove risiedono i microbi, e può spostare le comunità microbiche in un ecosistema.

I ricercatori hanno esaminato 2 ecosistemi che erano stati colpiti dall’incendio: una prateria semi-arida e una macchia costiera di salvia. Per studiare il movimento dei microbi, hanno utilizzato 4 configurazioni di sacchi di dispersione. Per la prima volta, hanno usato lettiera di foglie bruciate per riempire piccoli sacchetti porosi che permettevano ai microbi di entrare e uscire. Per il secondo, un gruppo di controllo, hanno sigillato i rifiuti di foglie in sacchi che non consentivano il movimento dentro o fuori. La terza configurazione era una sacca porosa riempita con vetrini, per raccogliere i microbi mentre si muovevano, e il quarto, un altro gruppo di controllo, comprendeva sacche chiuse con vetrini.

Per 5 volte durante l’anno successivo all’incendio, Barbour e i suoi colleghi hanno raccolto sacchi per la dispersione da entrambi i siti e hanno identificato batteri e funghi sulla lettiera delle foglie. Hanno scoperto che l’effetto della dispersione differiva nei due ambienti, suggerendo che le risposte microbiche dipendono dal loro ambiente. “Il che danneggia la nostra capacità di fare affermazioni generalizzate”, ha detto Barbour.

Hanno visto alcuni schemi ricorrenti. Nel complesso, la dispersione dall’aria ha contribuito in modo più significativo all’ingresso dei microbi nella superficie del suolo: il 34% dei batteri e il 42% dei funghi. Hanno anche scoperto che nei primi mesi dopo l’incendio, prima che le piante riemergessero, la massa del terreno (il terreno sotto la lettiera delle foglie) spiegava la quota maggiore di batteri immigrati.

Lo studio di come i microbi si muovono nell’ambiente è un’area di ricerca emergente, ha detto Barbour, ma è intimamente connessa a questioni più ampie su come i grandi disturbi cambiano l’ambiente.

“C’è un sacco di lavoro interessante in corso in questo momento, guardando alla dispersione e alle comunità microbiche nell’ambiente”, ha detto.