Secondo un recente studio i fertilizzanti distruggono il microbioma delle piante

Cosa sono il microbioma e il microbiota

Il microbioma è l'insieme dei microrganismi e dei loro prodotti e metaboliti che fan parte della normale flora batterica di un organismo vivente, sia esso un animale (flora batterica intestinale), o sia esso una pianta (la flora batterica del terreno di coltivazione). Il semplice insieme dei microrganismi del microbioma è invece denominato microbiota.

Probabilmente il concetto di microbioma, ora studiato anche nelle piante ha preso piede intorno a una soluzione semplice quanto empirica a una problematica medico emergente e tuttora rilevante, ovvero quella della scarsa efficacia degli antibiotici più conosciuti e della presenza di una non adeguata generazione di sostituti in grado di risolvere alcune emergenze sanitarie di origine batterica, spesso determinantesi nei grandi ospedali, tra i soggetti più deboli, che abbiano subito un'alterazione della flora microbica intestinale in seguito a ripetuti trattamenti antibiotici, i quali determinano uno squilibrio nella flora batterica con prevalenza dei microrganismi dannosi.

La medicina cinese utilizza da moltissimo tempo dei sistemi di recupero delle flora batterica che si basano fondamentalmente sul 'trapianto di feci' di individui sani. Questa soluzione empirica genera un po' di ribrezzo ma, data la sua sorprendente efficacia, negli ultimi anni è stata oggetto di approfondimento scientifico, fino ad arrivare al riconoscimento del fatto che molte situazioni di squilibrio dipendono dall'alterazione della normale flora microbica. Esistono online dati di sperimentazioni (di fonte medica) che mostrano la capacità di tali interventi curativi di ripristino della flora batterica intestinale (link a: blitzquotidiano.it) di sortire un effetto di guarigione non altrimenti ottenibile.
Questo tipo di studi ha raggiunto, negli ultimi anni, un tale livello di sviluppo che ormai viene prospettato da alcuni medici che la flora microbica intestinale abbia una capacità di incidere anche sulla funzionalità di organi più distanti, come ad esempio il cervello.

Conseguentemente lo studio del microbioma è divenuto il quadro nel quale molte precedenti ricerche sull'uomo e gli animali, ma anche sulle piante, paiono ora assumere un senso compiuto, che finora mancava. Molte ricerche riguardanti le piante e le loro malattie sono ora inquadrate analizzando in prima istanza l'equilibrio del loro microbioma che, anche nel caso delle piante, viene ripristinato attraverso una vera e propria iniezione di microrganismi: letamazione del terreno di coltivazione.

La ricerca svolta all'Università di Berkeley, riguardo il microbioma degli organi epigei di piante di pomodoro

In questo contesto non suona strano quello che ci viene segnalato da una recente ricerca, sviluppata all'università di Berkeley, in California (USA), ovvero che la fertilizzazione chimica delle coltivazioni le renderebbe più suscettibili alle malattie, poiché andrebbe ad alterare il loro microbioma della pianta, con prevalenza degli organismi fitopatogeni.

Le interazioni tra le piante e i microrganismi sono oggetto di studio da molto tempo, infatti particolarmente nel caso delle leguminose è da tempo nota l'interazione che si sviluppa con i microrganismi azoto-fissatori simbionti. Studi più recenti, già da alcuni anni, evidenziano un ruolo di anche altri microrganismi del terreno (non simbionti) nella difesa delle piante dai loro parassiti.

Più dettagliatamente, l'equipe che ha portato avanti la ricerca presso l'università di Berkeley (California) riferisce di aver riscontrato che spruzzando su piante di pomodoro microrganismi provenienti da piante di pomodoro sane si ottiene la protezione delle prime dalle malattie, ma tale circostanza viene meno nel momento in cui ai pomodori sono somministrati dei fertilizzanti (chimici), poiché, come riportato, si determina un incremento dei microrganismi fitopatogeni, sulle foglie delle piante, ovvero uno squilibrio nella flora microbica che, secondo quanto riferiscono gli autori di questo studio, potrebbe potenzialmente causare una malattia, in seguito all'ingresso dei microrganismi fitopatogeni nella pianta.

Come segnala la dott.ssa Britt Koskella, autrice anziana di questo lavoro e assistente di biologia integrativa a Berkeley: 'Quando noi cambiamo l'ambiente nutrizionale in cui si trovano le piante, stiamo alterando l'interazione tra le piante e il microbioma e anche, in modo importante, le naturali interazioni piante-microrganismi mediate dal microbioma.'
A questa ricerca ha preso parte anche Maureen Berg, una studentessa laureata (=laureata triennale in specializzazione).

Riferisce la fonte che ciò che ha sorpreso le due ricercatrici durante il loro studio non è stato solo l'effetto del fertilizzante sul microbioma della pianta, ma il constatare, anche, che spruzzando una dose minore di organismi benefici si otteneva una maggiore efficacia nel proteggere le piante dall'infezione. Berg, operando in tal senso, ha spruzzato le foglie con una comunità microbica artificiale, composta di 12 specie di batteri presi dal microbioma naturale di pomodori sani.
Ella ha riferito: 'Abbiamo trovato che la comunità più protettiva era quella più diluita, la meno concentrata, quella con la dose più bassa. Ciò era completamente non intuitivo. Una dose media dà una protezione media e la più alta dà la minore protezione'.

Riguardo l'ipotesi di un'applicazione pratica di questi studi la dott.ssa Koskella ha frenato dicendo: 'Il fatto che vediamo questo effetto bassa dose-alta protezione suggerisce che non è così semplice come buttare più microbi.' Il riferimento è, in questo caso, al normale uso che viene fatto dei probiotici, che sono spesso distribuiti sulle coltivazioni con lo stesso criterio dei fertilizzanti.
Ed ha aggiunto: ' Molto lavoro deve essere fatto comprendendo come applicare un probiotico vegetale.'
Questa precauzione è anche giustificata dal fatto che normalmente il microbioma vegetale studiato interessa l'apparato radicale delle piante. Le ricercatrici dell'Università di Berkeley indagarono invece il microbioma fogliare, segnalando poi di aver trovato degli azoto-fissatori anche tra tali batteri.

Esse vollero quindi verificare se per i batteri che vivono sugli organi epigei vale quanto in parte già dimostrato per i batteri che vivono sugli organi ipogei, ovvero se anch'essi potevano proteggere le piante dalle malattie e fissare elementi nutritivi dall'aria che fossero utili alla pianta. Inoltre vollero verificare se poteva essere realistico trattare gli organi ipogei delle piante con pro-biotici e quindi quale composizione di microrganismi fosse più adatta per una data pianta e in che dose.

Per procedere in tal senso le due ricercatrici campionarono i microrganismi che vivono su piante sane di pomodoro, coltivate in appezzamenti di terreno posti presso l'università di Davis (California). Esse spruzzarono poi questi mix di microrganismi su piante sterili di pomodori coltivate in camere di crescita poste presso l'Università di Berkeley. Una settimana dopo iniettarono nelle foglie di tali piante un batterio fitopatogeno del pomodoro, lo Pseudomonas syringae.
Come risultato dell'esperimento compiuto viene indicato che le comunità di batteri utili avrebbero impedito ai batteri patogeni di colonizzare la pianta, sebbene ci sarebbero state delle differenze tra l'efficacia di colonie microbiche utili prelevate in campi differenti.
La dott.ssa Koskella ha quindi riferito su questo aspetto: 'Questa comunità microbica della fillosfera, molto similmente a quanto avviene sulla nostra pelle, è una prima linea di difesa contro le malattie, quindi noi ci aspettavamo di notare una protezione, sebbene non lo sapessimo per certo'.

Per verificare per quale motivo le comunità microbiche utili fossero risultate più attive al diminuire della dose utilizzata, le due ricercatrici costruirono una comunità microbica artificiale, composta di 12 specie frequenti sulle piante in natura, fondamentalmente, viene riferito, erano le 12 che meglio crescevano in coltura. Successivamente esse spruzzarono, su piante di pomodoro, varie dosi differenti della colonia di microrganismi artificialmente creata, ottenendo in tal modo lo stesso risultato già riscontrato utilizzando i microrganismi prelevati all'esterno: basse dosi diluite erano più protettive contro lo Pseudomonas syringae, che alte dosi concentrate.
Berg ripetette poi l'esperimento, ma durante una prova successiva decise di fertilizzare le piante pendenti. In tale prova viene riferito che fu riscontrato che nessuna delle dosi della popolazione microbica utilizzata risultò poi protettiva contro lo Pseudomonas.
Quando le due ricercatrici ripeterono la stessa prova con e senza fertilizzazione, esse confermarono che l'applicazione di fertilizzante aboliva gli effetti protettivi precedentemente osservati.

Dall'analisi del resoconto delle prove effettuate si evince che sebbene le due ricercatrici abbiano premesso che considerano che lo stesso squilibrio nella popolazione microbica possa causare l'insorgere di una malattia sempre che un organismo patogeno entri effettivamente nella pianta, si desume che esse abbiano effettivamente riscontrato i sintomi del patogeno, a fronte degli squilibri evidenziatisi nella popolazione microbica, sebbene non abbiano fornito dettagli in tal senso e parlino solo genericamente di mancato effetto protettivo e di squilibrio della popolazione microbica. Se così non fosse la sperimentazione sembrerebbe basata solo su un presupposto teorico, che può esser vero ma che va valutato considerando, fra l'altro, che nel processo patogenetico possono concorrere, o interferire, molteplici fattori ambientali, nutrizionali, inclusa la presenza di ferite, ustioni e deformazioni dei tessuti, dovute al precedente attacco di altri parassiti o a fattori climatici di vario tipo.

Le ricercatrici, viene riferito dalla fonte, hanno confrontato in ogni esperimento la dimensione della popolazione di Pseudomonas syringae con quella delle altre, costituite prevalentemente da microrganismi utili, poiché esse consideravano che un microbioma in buona salute può efficacemente competere con il patogeno e metterlo fuori uso, riducendo la sua popolazione.

In conclusione, vi è un richiamo ai microbiologi del terreno sul risultato della ricerca compiuta a Berkeley che, secondo quanto indicato, dovrebbe indurre chi studia i microrganismi del suolo a valutare con attenzione l'effetto dello squilibrio del microbioma sulla salute della pianta, che sarebbe indotto dall'immissione di un fertilizzante (chimico).
La dott.ssa Koskella riferisce infatti:'Abbiamo fertilizzato le colture per così tanto tempo e mi sorprenderebbe che non avessimo già visto conseguenze della concimazione di lungo termine su come le piante interagiscono con i loro microrganismi. Ci sono molti studi che mostrano che le piante domesticate tendono ad avere comunità microbiche molto differenti da quelle dei loro parenti selvatici.
Le questioni importanti sono: ciò influenza la complessiva salute della pianta e perché?'

Questa ricerca è stata pubblicata sul numero del 6 agosto 2018 dell'edizione stampata del giornale 'Current biology'.

Fonte/i: University of California – Berkeley, 26 luglio 2018

Autore dell'articolo: , 30 settembre 2018

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