È stato pubblicato sulla rivista uno studio di punta della durata di sette anni condotto dall’Università dell’Oklahoma che esplora come gli stress ambientali influenzano diversi processi ecologici che modellano la composizione e la struttura delle comunità microbiche nelle acque sotterranee Microbiologia della natura.
Guidata da Jizhong Zhou, direttore dell’Istituto di genomica ambientale dell’OU, questa ricerca si è concentrata sull’assemblaggio delle comunità, che riguarda processi dinamici e complessi che modellano la composizione e la struttura delle comunità microbiche. I ricercatori utilizzano questo concetto per capire come le diverse specie microbiche arrivano ad abitare un ambiente, come interagiscono tra loro e con l’ambiente e come queste interazioni influenzano il funzionamento complessivo dell’ecosistema.
“Abbiamo analizzato più di 200 variabili biogeochimiche, osservando quasi 29.000 gruppi di microrganismi simili, per teorizzare le relazioni tra i processi di assemblaggio delle comunità e gli stress ambientali”, ha detto Zhou. “Abbiamo scoperto che i processi di assemblaggio stocastici, o casuali, erano fondamentali nel modellare la struttura della comunità, ma la loro importanza relativa diminuiva con l’aumentare dello stress.”
Il team ha raccolto campioni di acque sotterranee da circa 100 pozzi presso l’Oak Ridge Field Research Center del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, un ex sito di smaltimento dei rifiuti nucleari, e ha condotto analisi fisiche e chimiche complete, insieme ad analisi del microbioma.
“Quando abbiamo esaminato le acque sotterranee di Oak Ridge, abbiamo scoperto che mostravano un gradiente notevolmente ampio di condizioni ambientali. Alcune aree erano contaminate da livelli estremamente elevati di uranio, nitrati e vari metalli pesanti e radioattivi”, ha detto Zhou. “Il pH nelle acque sotterranee variava da circa 2 a 11, fornendo un’opportunità senza precedenti per discernere le relazioni tra i processi di assemblaggio della comunità e gli stress ambientali.”
Hanno scoperto che molte specie venivano soppresse con l’aumento dello stress, mentre quelle con una tolleranza più elevata riuscivano a prosperare. Tuttavia, in ambienti a basso o assente stress, le specie crescevano più rapidamente, determinando frequenze di nascita, morte e migrazione molto più elevate.
“Abbiamo scoperto che processi come la limitazione della dispersione, che limita la diffusione dei microbi, e la nascita e morte casuale dei microbi diminuiscono con lo stress, mentre la selezione eterogenea, che si riferisce a diverse condizioni ambientali che favoriscono microbi diversi, aumenta con lo stress”, ha detto Zhou.
Comprendendo come le comunità microbiche si assemblano, prosperano o muoiono in risposta allo stress ambientale, gli esperti possono sviluppare strategie per riabilitare i siti contaminati, in particolare gli ambienti freatici, manipolando le condizioni per favorire le comunità microbiche benefiche.
“Il biorisanamento si basa sui microrganismi per degradare o trasformare gli inquinanti e comprendere l’assemblaggio della comunità può ottimizzare questi processi”, ha affermato Zhou. “La nostra ricerca contribuisce a una comprensione più profonda dell’ecologia microbica, in particolare dell’equilibrio tra processi stocastici e deterministici nell’assemblaggio della comunità, e ha ampie implicazioni per il ripristino degli ecosistemi, il monitoraggio ambientale e persino l’educazione all’ecologia microbica”, ha affermato Zhou.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
