Siamo Raffaella e Fabiano e stiamo lavorando fianco a fianco in Micro4Life, un progetto di ricerca che ha lo scopo di individuare e valorizzare nuovi consorzi di microrganismi benefici del suolo. Con i nostri risultati vogliamo aumentare la sostenibilità e la resilienza delle colture della vite e del riso, con buone prospettive di replicabilità su vasta scala a favore di altre colture.
I temi delle nostre ricerche sono di grande attualità e le aspettative sono molto alte, soprattutto in virtù del moderno concetto di “One Health”, che riconosce la stretta connessione fra persone, animali e ambiente e propone un approccio integrato per affrontare in modo olistico le minacce per la nostra salute.
In questo articolo, con l’aiuto di Federica esperta divulgatrice, ti accompagnamo in un viaggio che parte da lontano e che ha come protagonista il mondo dell’infinitamente piccolo e che oggi più che mai svolge un ruolo rilevante e determinante per garantire la produzione di cibo.
I microrganismi: un mondo sommerso tutto da esplorare
I microrganismi rappresentano le forme di vita più antiche del pianeta, dalle quali ha avuto inizio il ciclo evolutivo che ha portato allo sviluppo di organismi sempre più complessi e sofisticati. Come evidenziato recentemente, oggi circa il 18%-19% della biomassa terrestre è costituita da microrganismi, che lavorano celatamente e instancabilmente con impatti ed effetti determinanti su piante, animali ed esseri umani. Alcuni riescono anche a vivere insieme o all’interno di altri organismi più grandi, compresi il corpo umano e le piante, contribuendo a regolarne la fisiologia o le risposte agli stress ambientali.
Microbiota o microbioma, dove sta la differenza?
Con il termine microbiota si intende una popolazione di microrganismi, appartenenti a diversi domini (procarioti ed eucarioti, quali batteri, archea, protisti e funghi, ma anche virus), che occupa un determinato ambiente: rappresenta quindi un ecosistema strutturato e organizzato secondo un proprio equilibrio ben definito. Il microbiota è un concetto che accomuna piante e uomo, svolgendo un ruolo fondamentale per la loro salute.
L’equilibrio tra microrganismi benefici e microrganismi dannosi per l’ospite (patogeni) è fondamentale e deve essere sempre garantito affinché questi ultimi non prendano il sopravvento, causando un inevitabile scompenso e inficiando sulla funzionalità di tutto il sistema.
La totalità del patrimonio genetico di una comunità microbica viene invece definito microbioma, che non va confuso con il concetto di microbiota, che indica la diversità dei microrganismi presenti.
Le nuove frontiere della scienza
La scienza negli ultimi anni, soprattutto grazie agli approcci che si basano sullo studio del DNA, ha effettuato notevoli progressi nello studio del microbioma che caratterizza diversi ambienti e nicchie ecologiche. Le nuove tecnologie permettono oggi da una parte di caratterizzare in maniera più approfondita questi ecosistemi, evidenziandone il ruolo nell’influenzare l’ambiente ospitante; dall’altra, di agire direttamente su di essi modificandone la composizione per ottenere dei benefici applicativi in ambito agricolo e di sostenibilità ambientale.
Le nuove frontiere della metagenomica, vale a dire lo studio dei microrganismi nel loro ambiente naturale e non solamente in laboratorio, consentono di identificare, grazie al sequenziamento del DNA, tutti i microrganismi presenti in matrici complesse, quali il suolo, e di riconoscere specie e anche ceppi/isolati specifici che possono essere considerati dei marcatori di diversi ecosistemi e condizioni climatiche, permettendo di fornire un indirizzo preciso per la risoluzione di situazioni problematiche.
E in agricoltura cosa succede?
Nel caso del settore agricolo la ricerca è oggi particolarmente focalizzata sullo studio di soluzioni sostenibili che possano sostituire gli attuali protocolli basati sull’utilizzo di fitofarmaci che impattano negativamente sul microbiota del suolo e della pianta, colpendo indistintamente microrganismi nocivi e benefici.
Attualmente, grazie ai numerosi studi che sono stati effettuati dai ricercatori in questo campo, è chiaro come le comunità microbiche del suolo svolgono un ruolo rilevante nel favorire la produzione alimentare, nel contrastare gli effetti negativi del cambiamento climatico e nell’aumentare la resilienza delle produzioni agrarie.
Il suolo è anche la fonte di quei microrganismi che vengono utilizzati negli inoculi benefici al fine di potenziare la pianta e il suolo, in termini fertilità e biodiversità, in risposta agli organismi dannosi e alle condizioni ambientali avverse.
Lo studio del microbiota, associato a determinate condizioni ambientali (ad es. stress idrico o salinità del suolo) permette di selezionare gli organismi più efficienti nella protezione delle colture. I progressi nelle analisi, e quindi nella selezione della combinazione ottimale piante-microrganismi, lasciano spazio a un vasto range di possibili scenari, che fanno ben sperare in risultati concreti e soluzioni efficaci.
Scopri il nostro progetto e i risultati
Puoi scoprire le attività di Micro4Life sul web grazie agli articoli e ai video realizzati dai team e che raccontano lo stato di avanzamento delle ricerche e i loro risultati.
A cura di Raffaella Maria Balestrini, Fabiano Sillo e Federica Tenaglia – CNR
Foto in copertina (fornita dagli autori): piantina di vite, oggetto delle prove sperimentali, inoculata con microrganismi.
