La generazione di nuovi ecosistemi a causa del ritiro dei ghiacciai
Mentre i ghiacciai del mondo si ritirano a causa dei cambiamenti climatici, gli organismi biologici colonizzano nuovi terreni alla loro portata. Gli scienziati hanno molti interrogativi su queste comunità, dalle modalità di formazione e funzionamento fino alla loro capacità di sopravvivere. Queste domande non hanno sinora avuto risposta, in parte a causa della mancanza di studi completi a livello globale. Queste comunità sono spesso molto complesse, il che ne rende difficile l’identificazione; inoltre, le tecniche tradizionalmente impiegate sono lente e laboriose. Il recente sviluppo del DNA ambientale (eDNA) sta accelerando la capacità di analizzare la vita microbica. Nel progetto IceCommunities, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, i ricercatori hanno sfruttato l’eDNA e altre tecniche innovative al fine di migliorare la comprensione dell’evoluzione di tali ecosistemi in terre recentemente esposte dal ritiro dei ghiacci. «Gestire IceCommunities è stato impegnativo, ma anche molto entusiasmante», afferma Francesco Ficetola, docente di Biologia animale presso l’Università di Milano. «Abbiamo svolto il lavoro sul campo in ambienti molto difficili, come le isole Svalbard, non lontano dal polo nord, le montagne dell’Himalaya e le Ande.»
Lavoro globale sul campo negli avampaesi dei ghiacciai
Il team di ricercatori di IceCommunities ha utilizzato l’eDNA metabarcoding, una tecnica in grado di identificare più specie da un unico campione ambientale, recandosi negli avampaesi dei ghiacciai in diverse aree montane di svariate parti del mondo per raccogliere vari campioni ambientali. L’obiettivo del progetto era identificare le specie di batteri, funghi, piante e invertebrati che vivono nei suoli per valutare le differenze e le somiglianze in termini di composizione e funzione dell’ecosistema. In seguito alla raccolta dei campioni, il team ha svolto un lavoro in laboratorio nell’ambito della biologia molecolare.
Comprendere nuove comunità biotiche
L’analisi del progetto ha portato a una nuova comprensione del modo in cui le molteplici componenti della biodiversità interagiscono tra loro quando si sviluppano nuove comunità. «Abbiamo individuato la presenza di forti interazioni tra piante e microrganismi, tra piante e animali e tra piante e sviluppo del suolo», aggiunge Ficetola. Il team ha inoltre rilevato che il tasso di sviluppo di queste nuove comunità non è uniforme in tutto il mondo: l’evoluzione degli ecosistemi, infatti, è più rapida negli avampaesi caratterizzati da temperature estive miti. «Gli avampaesi più freddi ospitano inizialmente comunità povere; tuttavia, in seguito il tasso di colonizzazione accelera, fino a livellare le differenze di biodiversità tra i regimi climatici dopo 150 anni», spiega Ficetola, che continua: «Gli effetti del clima locale sulla colonizzazione biotica hanno determinato in tutto il mondo modelli eterogenei, ma prevedibili, con la probabilità di influenzare lo sviluppo del suolo, che risulta vitale per l’evoluzione degli ecosistemi.»
Approfondire lo sviluppo dell’ecosistema vegetale
Uno dei principali risultati del progetto è stata un’analisi completa delle interazioni tra funghi micorrizici e piante, pubblicata sulla rivista sottoposta a revisione paritaria «New Phytologist». Ciò ha messo in evidenza una complessa interazione tra funghi simbionti, comunità vegetali e sviluppo ecosistemico. «Alcuni di questi funghi vengono aiutati dalle comunità vegetali per poi accelerare la colonizzazione da parte di altre specie di piante», osserva Ficetola. «Si tratta di un feedback estremamente importante per lo sviluppo dell’intera comunità.» Secondo quanto previsto, i cambiamenti globali in corso, come la riduzione della copertura nevosa e altre modifiche dei microclimi, dovrebbero ripercuotersi sulla diversità di questi partner micorrizici, il che potrebbe alterare la complessa rete di interazioni tra gli organismi ed esercitare un impatto sullo sviluppo del suolo e sui processi ecologici associati. Sebbene il progetto sia giunto alla sua conclusione, il team sta continuando l’analisi dei dati, in particolare mediante la ricostruzione delle reti alimentari dinamiche presenti nei terreni. «Guardando al futuro, vorremmo ampliare i nostri risultati al fine di impiegarli per costruire scenari su larga scala, spazialmente espliciti, degli ecosistemi che si sviluppano in questi ambienti», conclude Ficetola.
Parole chiave
IceCommunities, ghiacciaio, glaciale, avampaese, ecosistema vegetale, DNA ambientale, eDNA, cambiamenti climatici, composizione dell’ecosistema, ritiro, biotico, comunità
