Il microbiota del suolo è costituito dall’insieme dei microrganismi che vivono nella terra, come batteri, funghi e virus. Qui, gli scienziati hanno scoperto un meccanismo che può aiutare le piante a resistere alla siccità. Lo studio è stato condotto da esperti del Regno Unito, degli Stati Uniti, del Messico e di Capo Verde. È stato pubblicato sulla rivista Nature Microbiology. Gli specialisti hanno dimostrato che la cosiddetta memoria ecologica dei microbi del suolo può migliorare la resilienza delle piante autoctone di fronte alla scarsità d’acqua, anche se questo effetto non è stato osservato nel mais. La scoperta acquista rilevanza alla luce della crescente frequenza e intensità delle siccità causate dal cambiamento climatico, che minaccia l’agricoltura e gli ecosistemi naturali. La scoperta è stata fatta da ricercatori dell’Università di Nottingham nel Regno Unito insieme a collaboratori dell’Università del Kansas negli Stati Uniti, dell’Università Nazionale Autonoma del Messico e del Ministero dell’Agricoltura e dell’Ambiente di Capo Verde.
Microbiota del suolo, siccità e memoria ecologica
Le siccità prolungate e più intense, causate dal cambiamento climatico, rappresentano una minaccia crescente per la produttività delle colture e la stabilità degli ecosistemi.
Il team di ricerca è partito dall’ipotesi che i microbi del suolo non solo si adattino alle condizioni ambientali, ma possano anche “ricordare” eventi climatici passati, il che influenzerebbe la loro risposta a future siccità.
L’obiettivo principale era quello di analizzare se la storia delle precipitazioni di un suolo influisce sulla composizione e sulla funzione del suo microbiota e se questo “retaggio” microbico può modificare la risposta delle piante alla siccità.
Comprendere questi meccanismi è essenziale per lo sviluppo di colture più resistenti e la protezione della biodiversità, in un contesto in cui la variabilità climatica richiede nuove soluzioni per l’agricoltura e la gestione ambientale.
Memoria ecologica in azione
Per condurre la ricerca, gli scienziati hanno selezionato sei praterie del Kansas, negli Stati Uniti, che presentano un ampio gradiente di precipitazioni.
Hanno analizzato il microbiota e i geni microbici associati alla storia delle precipitazioni di ciascun suolo, utilizzando tecniche di sequenziamento e analisi genetica avanzata.
In una fase sperimentale, hanno sottoposto piante come il Zacate maicero (Tripsacum dactyloides) e il mais a condizioni di siccità controllate. Hanno utilizzato suoli con diversi livelli di precipitazioni.
L’esperimento ha permesso di osservare come la memoria microbica influenzasse la risposta delle piante allo stress idrico.
I risultati hanno mostrato che il microbiota dei terreni con una storia di scarse precipitazioni aiutava la pianta autoctona a resistere meglio alla siccità.
Come hanno scritto su Nature Microbiology, i risultati mostrano “come l’esposizione storica allo stress idrico alteri il microbiota del suolo, con conseguenze per la futura risposta alla siccità di alcune specie vegetali”.
Il mais, invece, non ha beneficiato dello stesso vantaggio, il che suggerisce che la capacità di sfruttare la memoria microbica dipende da ciascuna specie.
L’analisi genetica ha rivelato che il microbiota dei terreni aridi ha modificato l’espressione dei geni nelle radici della pianta autoctona, in particolare quelli legati all’efficienza nell’uso dell’acqua e alla traspirazione.
Questo effetto è rimasto anche dopo cinque mesi di siccità sperimentale. Ciò dimostra la robustezza della memoria ecologica microbica.
Nel caso del mais, il microbiota del suolo non è riuscito a stabilizzare la risposta alla drought né a migliorare le caratteristiche fisiologiche chiave, come invece è avvenuto nella pianta autoctona.
Lo studio suggerisce che la coevoluzione tra piante autoctone e microbi locali potrebbe spiegare questa differenza, poiché il mais, non essendo originario della regione, non condivide la stessa storia evolutiva con il microbiota del suolo.
Gli scienziati hanno raccomandato di approfondire lo studio della memoria ecologica microbica per sviluppare strategie che consentano di migliorare la resilienza delle colture alla siccità.
Tra i limiti del lavoro, si sottolinea che i risultati si basano su esperimenti controllati e su un numero limitato di specie vegetali. Inoltre, il trasferimento di questi risultati a sistemi agricoli su larga scala richiederà ulteriori studi.
