È stata pubblicata sulla rivista una nuova ricerca condotta da Wei Qin, assistente professore di microbiologia presso l’Università dell’Oklahoma, che cambia significativamente la comprensione dell’ossidazione dell’ammoniaca, una componente critica del ciclo globale dell’azoto. Microbiologia della natura.
I microrganismi che ossidano l’ammoniaca, comunemente chiamati AOM, utilizzano l’ammoniaca per produrre energia e sono responsabili dell’ossidazione annuale di circa 2,3 trilioni di chilogrammi di azoto nel suolo, nell’acqua dolce, nel sottosuolo e negli ecosistemi creati dall’uomo. Una domanda importante rimasta senza risposta per decenni è come coesistono diversi lignaggi di specie OMA nello stesso ambiente: competono per l’ammoniaca o utilizzano invece altri composti alternativi per il loro fabbisogno energetico?
“I diversi lignaggi di OMA stanno crescendo simultaneamente nello stesso ambiente e si pensava che competessero principalmente per l’ammoniaca”, ha detto Qin. “La nostra ricerca collaborativa si è concentrata sulla determinazione del perché e del modo in cui questi lignaggi metabolicamente conservati sono in grado di coesistere senza concorrenza diretta per l’azoto inorganico (ammoniaca) e abbiamo esaminato invece la loro capacità di utilizzare l’azoto organico (urea).”
Più della metà delle specie AOM si sono adattate a utilizzare l’urea, un composto organico di azoto ampiamente disponibile che rappresenta circa il 40% di tutto l’azoto presente nei fertilizzanti, come fonte di energia alternativa. Questo processo, tuttavia, richiede che l’AOM utilizzi un’energia aggiuntiva perché l’urea ha una struttura molecolare più complessa e deve prima essere scomposta in ammoniaca all’interno delle cellule AOM prima di essere ulteriormente utilizzata. Sapendo questo, il team collaborativo di Qin ha cercato di capire come l’AOM acquisisce e metabolizza l’ammoniaca e l’urea quando entrambe sono disponibili contemporaneamente.
“Abbiamo sempre chiamato l’urea un substrato alternativo all’ammoniaca”, ha detto Qin. “Ora, ci rendiamo conto che un importante lignaggio di OMA in realtà preferisce l’urea e reprime l’uso dell’ammoniaca quando l’urea è presente. Questa scoperta sfida le ipotesi dominanti che persistevano da più di 100 anni dalla coltivazione della prima specie di OMA.”
I risultati della ricerca mostrano che diversi lignaggi AOM impiegano diverse strategie normative per l’utilizzo dell’ammoniaca o dell’urea, riducendo così al minimo la concorrenza diretta tra loro e consentendo la coesistenza. Queste preferenze differenziali rivelano una biodiversità fisiologica nascosta e hanno conseguenze nel mondo reale che dovranno essere esplorate ulteriormente.
“Gli AOM producono nitrati, che si disperdono nelle falde acquifere e nei corpi idrici circostanti, provocando l’eutrofizzazione, o protossido di azoto, che è un potente gas serra”. Ha detto Qin. “Una volta confermato quali linee AOM preferiscono l’urea, potremmo studiare il loro contributo alla lisciviazione dei nitrati e alla produzione di gas serra nell’ambiente. Ciò è necessario per sviluppare approcci sostenibili e pratici per ridurre questi inquinanti azotati negli ecosistemi naturali e ingegnerizzati. Questo sarà probabilmente al centro della ricerca futura.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
