Un campione di “aria” per misurare il livello di biodiversità e la distribuzione dei funghi in una certa area? L’idea e la tecnica sono state proposte da un gruppo di ricercatori e ricercatrici provenienti da tutto il mondo e pubblicato su Nature. Il lavoro si è focalizzato sul regno dei funghi, cercando di capire come questi si distribuiscano nel tempo e nello spazio di tutto il globo e quali sono i fattori che influenzano questa distribuzione.
Come scrivono gli autori: “Nel complesso, i nostri risultati mostrano che il regno dei funghi, caratterizzato da un altissimo livello di diversità, segue dinamiche spaziali e temporali altamente prevedibili a livello globale, con una stagionalità sia nella ricchezza di specie che nella composizione delle comunità che aumenta con la latitudine. Il nostro studio riporta modelli simili a quelli descritti per i grandi gruppi di organismi, dando così un contributo importante all’annoso dibattito se gli organismi con uno stile di vita microbico seguano i paradigmi di biodiversità globale noti per i macrorganismi”.
I funghi di tutto il pianeta
Come ci racconta il ricercatore Stefano Ventura del CNR, uno dei due autori italiani assieme a Luigi P. D’Acqui, “Il primo risultato è che cercando le spore fungine nell’aria si è in grado di descrivere una distribuzione su scala planetaria di pressoché tutti i funghi. Questo è molto importante perché è un sistema molto semplice, quello del ciclone e delle stazioni di campionamento”. E si percepisce già che il respiro globale del lavoro è primario.
Dai risultati emerge che, come i macrorganismi, anche le comunità microbiche sono organizzate a livello di spazio e di tempo su larga scala. La stragrande maggioranza delle specie analizzate è stata rilevata solo all’interno di una zona climatica e i modelli spaziotemporali della composizione di ogni comunità erano vincolati alle condizioni climatiche. Solo alcune specie, principalmente appartenenti al genere Ascomycota, sono state osservate in tutte le zone climatiche analizzate (tropicale e subtropicale, temperata, polare e continentale). In altre parole, vuol dire che è più probabile che alcuni funghi siano rilevabili in luoghi e periodi specifici dell’anno, influenzati da fattori quali temperatura, umidità e vegetazione circostante.
Con sguardo entusiasta, continua a descrivere Ventura: “L’altra cosa molto interessante e innovativa è che in questa maniera siamo stati in grado di rilevare da un punto di vista tassonomico l’esistenza di gruppi e di specie che non sono ancora state descritte. E quello che ci si aspettava si è verificato, ossia che c’è una parte di diversità fungina che non era mai stata descritta prima. Questo è entusiasmante ma non imprevedibile per due motivi: primo, il campione considerato è grande e questo è il più vasto finora raccolto, e in secondo luogo, come per tutti i microrganismi, è noto che la diversità fungina conosciuta fino ad oggi è soltanto una parte di quella globale.”
E non solo. Con queste analisi sono stati identificati dei biodiversity hotspots, letteralmente “aree calde di biodiversità” che sono caratterizzate da un’alta diversità di specie fungine. Questi hotspot sono cruciali per comprendere la salute e la resilienza degli ecosistemi nel loro complesso. La composizione delle comunità fungine rilevata dai campioni di aria, infatti, è fortemente influenzata da fattori ambientali come il clima e l’uso del suolo. Questi fattori determinano le variazioni stagionali e spaziali dei funghi, evidenziando la sensibilità di questi organismi ai cambiamenti ambientali. Studi come questo suggeriscono che i funghi siano ottimi indicatori ecologici per valutare gli impatti ambientali e la conservazione della biodiversità.
Come spiega Ventura: “Si imparano molte cose da studi come questo, per esempio la distribuzione delle malattie fungine. Si può arrivare a determinare, integrando molti altri dati, i parametri ambientali che modulano la distribuzione di certe malattie. Ciò è ancora più utile se lo consideriamo in un ambiente alterato come il nostro, impattato dal riscaldamento del clima e dal cambiamento globale”.
I funghi, un sistema internet naturale
Quando si pensa a un fungo, l’immagine che viene più immediata alla mente è un organismo che spunta dal suolo con il suo gambo, più o meno longilineo, coperto da un cappuccio che può essere di diversi colori, forme e dimensioni. Quello che non si nota subito è l’enorme trama che viene tessuta nel terreno sottostante e non solo, il cosiddetto micelio fungino.
I funghi, grazie anche alla loro gigantesca trama di connessioni, svolgono ruoli importantissimi negli ecosistemi naturali: sono dei decompositori eccezionali, fanno parte del ciclo di elementi essenziali come l’azoto e il fosforo, stringono relazioni di mutuo aiuto con le piante ma possono anche essere patogeni e disturbatori di alcuni ambienti. E sono numerosissimi. Come si legge nell’articolo, “sebbene fino ad oggi siano state descritte e riconosciute scientificamente circa 156.000 specie di funghi, le stime della ricchezza globale di specie variano da 0,5 a 10 milioni”.
Per osservare la grande variabilità considerata si può seguire il link, offerto dal gruppo di ricerca, alla pagina di Krona, uno strumento per la visualizzazione delle analisi tassonomiche della diversità e dell’abbondanza di specie presenti.
Un campione a base di aria e DNA
“La collaborazione è nata da un progetto diverso già anni fa, che si chiama INTERACT, dove ero inizialmente entrato come partner. Ho conosciuto l’ambiente, ho partecipato alle iniziative come l’accesso transnazionale, ossia la possibilità per ricercatori e ricercatrici di viaggiare in altri paesi e sfruttare infrastrutture non presenti nella loro nazione” ci spiega il ricercatore Ventura. Successivamente, viene istituito il progetto GSSP o Global Spore Sampling Project, nato da un gruppo di ricerca finlandese e ideatore di questa nuova metodologia di indagine dell’aria. Una realtà a cui, tramite INTERACT, aderiranno anche i due ricercatori italiani, Ventura e D’Acqui. Questo sistema di analisi mira a misurare la diversità e i determinanti ecologici che influenzano la composizione delle comunità fungine”. “Una recente innovazione metodologica per quanto riguarda il rilevamento dei funghi consiste nel campionamento di spore fungine dall’aria, seguito dal sequenziamento del DNA e dall’identificazione della specie basata sulla loro sequenza genetica”, scrivono i ricercatori.
Come si legge nei dettagli della pubblicazione sul progetto GSSP, sono 47 le località di campionamento distribuite in tutti i continenti tranne l’Antartide. Ogni località si occupa di collezionare settimanalmente due campioni che hanno raccolto aria per 24 ore, nella maggior parte dei casi per un periodo di un anno o più. Il campionamento viene effettuato con un campionatore a ciclone, che si orienta nella direzione del vento. Questo strumento permette di raccogliere particelle di dimensioni veramente molto piccole (meno di 1 micrometro) dall’aria e di accumularle direttamente in un tubo di campionamento. Per identificare che tipo di spore e quindi di funghi sono presenti in quel dato spazio e momento, viene effettuato il sequenziamento del DNA delle spore utilizzando poi le sequenze geniche ottenute come fossero un codice a barre.
L’aria ha quindi il grosso vantaggio di permettere di raccogliere dei campioni rappresentativi di certe aree e prolungati nel tempo. “Per campionare l’aria basta aver accesso all’atmosfera, al ciclone e a un po’ di corrente elettrica per farlo funzionare. E così possiamo campionare moltissime aree diverse con pochissime limitazioni. Il ciclone raccoglie l’aria e con essa tutto quello che contiene. Il suolo, invece, ha già delle limitazioni molto forti:. non potremmo campionare dappertutto: per esempio, sarebbe difficile in città, oppure su un ghiacciaio o sulla calotta della Groenlandia” conclude il ricercatore.