Le condizioni meteorologiche estreme causate dai cambiamenti climatici possono avere a più impatto negativo sul suolo e gli ecosistemi delle piante che gli scienziati hanno precedentemente pensato, secondo un nuovo studio.

Un gruppo internazionale di ricercatori guidati dall'Università di Manchester nel Regno Unito ha studiato in che modo la siccità colpisce il suolo a livello microbico e ha scoperto che questi organismi sottostanti vengono alterati in modi che potrebbero rivelarsi dannosi per l'ecosistema in generale.

La ricerca arriva in un momento in cui una quantità crescente di siccità e ondate di caldo sta colpendo sia il suolo britannico che la comunità globale.

La ricerca è pubblicata sulla rivista Nature Communications.

L'importanza dei microbi del suolo

Il suolo ospita comunità microbiche altamente diversificate responsabili della produzione del suolo necessario per la crescita delle colture, nonché per la pulizia dell'acqua e la regolazione delle emissioni di gas serra.

“I microbi eseguono importanti processi nel suolo; scompongono la materia organica, come foglie e radici di piante morte, e in tal modo controllano l'equilibrio tra carbonio che rimane nel suolo e carbonio che viene rilasciato nell'atmosfera come CO2 ", ha detto Franciska de Vries, ricercatore senior presso la School of Environmental Sciences e autore principale dello studio.

Questo processo di decomposizione rilascia anche nutrienti per la crescita delle piante, ma tutte queste funzioni possono essere influenzate dai disturbi climatici, ha spiegato de Vries.

Precedenti studi hanno dimostrato come diverse componenti della comunità microbica rispondano in modo diverso alla siccità, con i funghi del suolo che sono generalmente più resistenti ai cambiamenti climatici rispetto ai batteri, hanno spiegato i ricercatori.

Tuttavia, questi studi si sono concentrati quasi esclusivamente sulle singole proprietà delle comunità microbiche, piuttosto che sulle interazioni dirette e indirette che avvengono all'interno di organismi che coesistono nel suolo.

"Le interazioni tra i microbi possono darci informazioni su come la loro comunità sarà influenzata dai cambiamenti nel loro ambiente", ha affermato de Vries.

"Quando una specie dipende completamente da un'altra specie, ad esempio perché quella specie rende disponibile una risorsa cruciale per le altre specie e quella specie si estingue, anche le altre specie si estingueranno."

Invece, i ricercatori volevano adottare un approccio più olistico allo studio degli ecosistemi del suolo.

Lo studio

Per lo studio, i ricercatori hanno sequenziato il DNA del suolo e testato gli effetti della siccità su quattro comuni specie di piante da pascolo.

“Queste sono specie che crescono intorno a noi; nei nostri prati, ma anche nei pascoli e nei prati di fieno dell'altopiano ", ha detto de Vries.

"Inoltre, le specie di praterie sono specie modello ideali perché crescono rapidamente e puoi facilmente manipolarle e piantare diverse comunità in vaso."

I ricercatori hanno poi quantificato le risposte delle comunità vegetali, delle reti batteriche e fungine del suolo e dei flussi di gas serra in risposta alla siccità.

I risultati

I risultati mostrano che le reti batteriche e fungine differiscono in modo significativo in proprietà chiave che potrebbero influenzare la loro reazione in caso di disturbo.

Per esempio, le reti batteriche mostravano proprietà più destabilizzanti rispetto alle reti fungine e quegli effetti erano stimolati dalla siccità.

Inoltre, i ricercatori hanno scoperto un aumento dell'abbondanza di una certa erba a crescita rapida, resistente alla siccità.

Ciò potrebbe influire sul suolo perché una maggiore vegetazione fuori terra comporta un aumento della velocità dell'acqua che va dalle piante all'atmosfera, riducendo l'umidità complessiva del suolo.

"Questo lavoro ci mostra che è importante considerare sia le interazioni tra piante e microbi, sia le interazioni tra i microbi stessi, per la loro risposta ai cambiamenti climatici", ha affermato de Vries.

"Ciò dimostra che la siccità può avere effetti a lungo termine sulle comunità e sulle reti batteriche modificando la composizione della comunità vegetale e che questi cambiamenti potrebbero rendere questi sistemi più vulnerabili per la siccità futura, che sono certamente previsti con i cambiamenti climatici".

Continuare lo studio

Nel bel mezzo di un clima in rapida evoluzione, i ricercatori sperano di continuare a guardare al suolo per determinare gli impatti attuali e futuri della siccità sugli organismi sotterranei.

"La nostra estate calda e secca quest'anno è un" risveglio "per prepararci a futuri stress meteorologici,
Nick Ostle, un professore al Lancaster Environment Center e co-autore dello studio, ha detto in una dichiarazione.

“Abbiamo appena trascorso i dieci anni più caldi della storia del Regno Unito. Questo lavoro mostra che le continue siccità estive cambieranno la biologia del suolo. Ciò è importante quando prevediamo di garantire la sicurezza alimentare che dipende da un terreno sano. "

Attualmente, de Vries sta esaminando i meccanismi esatti attraverso i quali le piante influenzano la risposta dei microbi del suolo e i processi che eseguono.

"In questa ricerca ipotizzo che gli essudati di radice, che sono miscele complesse di zuccheri, acidi organici e molecole di segnalazione che vengono rilasciate dalle radici delle piante nel terreno, svolgono un ruolo importante in questo", ha detto.

"Sto anche esaminando più in dettaglio le comunità microbiche, concentrandomi sui loro tratti e su come questi potrebbero determinare la loro risposta a siccità, inondazioni, ondate di calore e scatti freddi".