Strumenti pionieristici per l’ecotossicità: focalizzati sul microbiota del suolo e che catturano gli effetti multilivello
Suoli sani sono essenziali per fornire cibo sicuro e sano, raggiungere la neutralità climatica, invertire la perdita di biodiversità e arrestare la desertificazione e il degrado del territorio. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra), il progetto ARISTO(si apre in una nuova finestra) ha formato una nuova generazione di scienziati nella valutazione a più livelli della tossicità dei pesticidi sul microbioma del suolo e ha sviluppato strumenti e linee guida per sostenere questi sforzi.
Strumenti analitici e computazionali mettono nel mirino la tossicità dei pesticidi
Il coordinatore del progetto ARISTO, Dimitrios Karpouzas, della Università della Tessaglia(si apre in una nuova finestra), osserva: «I microbi sono essenziali per il funzionamento dell’ecosistema. Tra questi, i microrganismi che ossidano l’ammoniaca e i funghi micorrizici arbuscolari hanno un ruolo fondamentale nella fertilità del suolo agricolo e sono sensibili a fattori di stress chimici come i pesticidi. Inoltre, disponiamo di buoni strumenti per misurare la loro popolazione e attività nel suolo e nelle piante». ARISTO ha sviluppato test in vitro ad alta produttività su singole specie per valutare la tossicità dei pesticidi in questi microrganismi. «L’Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economici (OCSE) sta valutando la possibilità di standardizzare il nostro test di specie singola per gli ossidanti di ammoniaca», afferma l’autore. Il progetto è andato oltre la valutazione convenzionale di un singolo organismo o di un singolo gruppo microbico per arrivare alla valutazione della tossicità dei pesticidi a livello di ecosistema. «Il paradigma considera gli effetti diretti e indiretti dei pesticidi e gli effetti che possono essere misurati attraverso i livelli trofici della rete alimentare del suolo», aggiunge. Un nuovo strumento in silico è in grado di prevedere i prodotti di trasformazione dei composti dei pesticidi nel suolo e di identificare i componenti chimici che possono innescare la tossicità sui microbi del suolo, utilizzando come proxy i batteri che ossidano l’ammoniaca. Il suo utilizzo come strumento di screening precoce durante lo sviluppo dei pesticidi potrebbe favorire la commercializzazione di composti con effetti minimi sul microbiota del suolo.
Promuovere la scienza del suolo e il coinvolgimento del pubblico
Grazie all’applicazione dei test e degli strumenti di ARISTO, i ricercatori hanno scoperto che gli effetti indiretti dei pesticidi sul microbiota del suolo sono spesso più pronunciati degli effetti diretti. Inoltre, il test di mineralizzazione dell’azoto «OECD 216», attualmente utilizzato per valutare la tossicità degli agrofarmaci sul microbiota del suolo a livello normativo, manca di sensibilità. Potrebbe essere migliorato utilizzando strumenti a più alta risoluzione come quelli sviluppati da ARISTO. Inoltre, «i risultati supportano l’uso di dati provenienti da test su singole specie e dal sequenziamento di ampliconi (un approccio ad alta risoluzione per identificare gli organismi nella comunità del microbiota del suolo) per ricavare valori soglia di ecotossicità per la valutazione del rischio. Questo rivoluzionerebbe la valutazione della tossicità dei pesticidi sui microrganismi del suolo», sottolinea il ricercatore. Infine, la rete di formazione di ARISTO non solo ha acquisito conoscenze scientifiche, ma le ha anche condivise. I dottorandi hanno visitato scuole elementari e superiori in Grecia e in Svizzera, dove hanno risposto alle domande entusiaste degli studenti sull’importanza dei microrganismi del suolo e sulla natura della ricerca internazionale.
L’adozione a livello europeo promuove pesticidi più sicuri e la salute del suolo
I risultati del progetto non potrebbero essere più tempestivi. L’Autorità europea per la sicurezza alimentare(si apre in una nuova finestra) sta pianificando una revisione del documento guida sull’ecotossicologia terrestre e il microbiota del suolo sarà uno dei punti focali, considerando gli effetti diretti e indiretti. «ARISTO ha fornito uno schema pronto per essere adottato dai responsabili politici, integrato da strumenti, metodi, linee guida e conoscenze a supporto. L’adozione rivoluzionerà l’attuale quadro normativo sui pesticidi dell’UE», riassume Karpouzas. I dottorandi di ARISTO stanno già accettando lavori nell’industria e nel mondo accademico, pronti a sostenere l’implementazione di pesticidi più sicuri e terreni più sani.
