“Il motore silenzioso che mantiene vivo il pianeta”: a dare questa definizione del suolo è il primo atlante globale della biodiversità del suolo, pubblicato nel 2016. Per la maggior parte delle persone, il suolo è solo quel che c’è sotto le nostre scarpe: terra e sporco. E così è stato per lungo tempo anche per gli scienziati. Da alcuni anni, però, la ricerca ha iniziato a far luce sulla ricchezza, in termini di biodiversità di specie, che si cela nel terreno – letteralmente in una singola manciata di terra – sulla sua importanza cruciale per tutti gli ecosistemi che, a catena, dal suolo dipendono, e sulla sua conservazione.
Data l’incredibile complessità e interdipendenza degli organismi e microrganismi che vivono nel suolo, uno degli strumenti con cui negli ultimi anni si è iniziato a studiarlo è la matematica e la statistica, in particolare la scienza delle reti. A un recente workshop della Scuola IMT sui network ecologici – “una finestra sul nostro pianeta che cambia” si sono incontrati studiosi che, a vari livelli, studiano le reti ecologiche del suolo sia per meglio comprenderle (capire i moltissimi organismi che ci vivono e le loro interazioni) sia per sfruttare questa conoscenza per migliorare aspetti significativi dello sfruttamento del suolo, dall’agricoltura alla crescita delle foreste, alla regolazione del clima. Tutti gli ecosistemi – dal suolo agli ecosistemi terrestri o marini – possono infatti essere analizzati come una complessa rete di connessioni, la cui forma determina il funzionamento complessivo dell’ecosistema: il genere di ricerca di cui si occupa l’unità di ricerca Networks della Scuola IMT, che studia reti di ogni tipo, finanziarie, economiche, sociali, neurali e biologiche, come ad esempio le foreste, oppure proprio il suolo.
“Già Aristotele era consapevole dell’importanza del suolo” osserva Tancredi Caruso, professore di biologia e scienze ambientali allo University College Dublin, visiting professor alla Scuola IMT, e uno degli organizzatori del workshop assieme ad Andrea Perna e Diego Garlaschelli. “Come pure Charles Darwin, che in una sua monografia scientifica interamente dedicata ai lombrichi introduce – pur non usando questa espressione – il concetto di ‘ingegneria degli ecosistemi’, e cita le specie, i lombrichi appunto, che hanno un effetto particolarmente rilevante sulla formazione e trasformazione del suolo”. Nel 1937, il presidente americano Franklin Delano Roosevelt arrivò a scrivere che una nazione che distrugge i suoi suoli distrugge se stessa.
“Oggi stiamo perdendo suolo a una velocità incredibile a causa dell’industrializzazione e dell’agricoltura intensiva. Il problema è che ci vogliono secoli o millenni per far sviluppare pochi millimetri o centimetri di suolo” spiega Caruso. “Ormai quasi tutti i paesi europei hanno programmi di ricerca focalizzati sul suolo, proprio perché si è capita la sua importanza e il suo ruolo: non è essenziale solo per la produzione di cibo o per l’acqua pulita. Ha un ruolo importantissimo anche nella conservazione della materia organica, e dunque nel controllo delle emissioni di gas serra e nel controllo del clima. Dopo gli oceani, è il secondo grande ‘contenitore’ di carbonio”.
Tutte le piante e gli animali (dai microrganismi agli esseri umani) ne influenzano la formazione. Gli organismi viventi contribuiscono alla formazione della materia organica, una componente chiave del suolo, attraverso la decomposizione. Mentre i microrganismi, in particolare funghi e batteri, facilitano gli scambi chimici tra le radici e il suolo, rendendo nutrienti essenziali disponibili per le piante. Gli esseri umani possono influenzare negativamente il suolo attraverso pratiche di gestione del territorio che disturbano i processi naturali e modificano le caratteristiche chimiche e fisiche del suolo.
Con il suo gruppo di ricerca, Caruso sta cercando di capire qual è il ruolo della biodiversità del suolo nella resistenza e nel recupero delle piante dopo siccità e alluvioni. “Questo tipo di eventi si alternano ormai in modo imprevedibile e disastroso. Nel suolo, modifiche della biodiversità influenzano la crescita e la salute delle piante, da cui a sua volta dipende il prodotto agricolo. Se c’è un cambiamento nella composizione dei microrganismi, può darsi che ne derivi una minore resistenza delle piante allo stress, e di conseguenza una perdita di prodotto agricolo”.
In uno studio pubblicato su Nature Communications, i ricercatori hanno osservato che ci sono cambiamenti importanti delle comunità microbiologiche del suolo sottoposte a periodi estremi di siccità. Inoltre, il regime di gestione, per esempio in termini di fertilizzanti, determina la risposta delle comunità microbiologiche a eventi meteorologici estremi. Per lo studio, è stata simulata una siccità sperimentale in 30 siti diversi nel Regno Unito, confrontando pascoli gestiti in modo intensivo (con fertilizzazioni e applicazioni di calce, che migliorano il pH e aumentano la disponibilità di nutrienti) e praterie gestite in modo estensivo (con minori interventi). I risultati hanno evidenziato che la maggior parte dei microrganismi dominanti, sia batteri sia funghi, mostra strategie di adattamento alla siccità. La gestione intensiva del suolo favorisce però una maggiore presenza di batteri “opportunisti” e resilienti, capaci di sfruttare rapidamente le condizioni favorevoli dopo la siccità. Nel caso dei funghi, la gestione intensiva sembra invece ridurre la loro capacità di recupero.
A seconda di quanto il terreno è sfruttato cambia insomma la sua “risposta” alla siccità, facendo prevalere certe specie di batteri a scapito dei funghi, influenzando a sua volta alcune delle funzioni chiave del suolo, tra cui il ciclo del carbonio e dell’azoto. E questo schema sembra esacerbarsi via via che i periodi di siccità diventano più frequenti e intensi con i cambiamenti climatici. Oggi più che mai, date le minacce senza precedenti che il cambiamento globale lancia alla salute di tutte le reti da cui il benessere umano dipende, è importante comprendere sempre più in profondità gli ecosistemi naturali di cui il suolo è una parte tanto fondamentale quanto spesso dimenticata.
Chiara Palmerini
