La flora microbica del terreno ha un ruolo nella ripresa dei boschi dopo incendi

La California e anche altre aree degli Stati Uniti hanno visto negli ultimi anni aumentare la frequenza degli incendi, in gran parte conseguenti a una persistente ed estesa siccità, che ha colpito questa regione degli Stati Uniti e che ha determinato enormi danni all'agricoltura, alle risorse idriche, ai boschi: gli incendi sono stati così estesi, che han bruciato interi centri abitati

Il fenomeno degli incendi e la modalità del loro sviluppo ha attirato l'attenzione di molti studiosi, particolarmente al fine di arrivare a comprenderne le cause e le modalità del loro sviluppo, ma anche, come in questo caso, la capacità e modalità dei territori vegetati, boschi e radure, di riprendersi, ricreando la vegetazione arborea ed arbustiva, che li popolava.

Uno studio sviluppato presso l'Università della California, di Riverside (UCR), si è posto più di recente l'obiettivo di capire se l'attività dei microrganismi del terreno possa far rivivere, in tempi ragionevoli, le zone fortemente danneggiate in seguito ad estesi incendi, tra i quali si ricorda in particolare quello che è stato denominato 'Holy Fire' (sacro incendio) e che, nel 2018, ha bruciato più di 9.300 ettari delle contee di Orange e Riverside.

Volendo capire quanto e come l'incendio abbia interessato le popolazioni dei microrgansimi del suolo forestale (in particolare batteri e funghi) la micologa dell'UCR Sydney Glassman ha condotto un gruppo di studio che in prima istanza ha previsto l'effettuazione di nove sopralluoghi nella zona interessata dall'incendio. Egli a riguardo ha riferito: 'Quando siamo entrati per la prima volta nel territorio del fuoco, avevo la cenere fino agli stinchi. È stato un incendio molto grave'.

In particolare nel corso dello studio i ricercatori dell'Università di Riverside hanno effettuato successivi confronti di campioni del terreno interessato dall'incendio, con altri provenienti dal terreno vicino, avente quindi analoghe caratteristiche, ma che era rimasto incombusto. In tal modo essi hanno potuto verificare l'evoluzione della popolazione microbica della zona combusta in occasione dell'Holy Fire. Quanto scoperto è stato poi oggetto di pubblicazione in un articolo della rivista Molecular Ecology.
I ricercatori dell'UCR hanno in particolare rilevato che, dopo l'incendio del 2018, la massa totale dei microrganismi è diminuita tra il 50 e l'80% e non si è ripresa subito, nell'anno seguente.

Come ha detto la dott.ssa Glassman: 'Alcune specie sono aumentate in abbondanza e in effetti ci sono stati cambiamenti molto rapidi di tale presenza, nel tempo, nei suoli bruciati'. Parallelamente ha segnalato un aspetto che convalida quanto da lui rilevato: 'Non ci sono stati affatto cambiamenti nei terreni non bruciati', cioè nella zona che funge da termine di confronto.

Infine ha aggiunto: 'Ci sono stati cambiamenti interessanti e distinti nei microbi nel tempo. Man mano che una specie diminuiva, ne emergeva un'altra'. Quest'ultimo rilievo rappresenta il normale susseguirsi di eventi in un qualunque substrato nutrizionale microbico, come ad esempio una Piastra Petri. Quando un substrato è attaccato da un gruppo di microrganismi, specializzati nello svolgere determinate reazioni chimiche, è trasformato in prodotti di reazione, che sono poi degradati da altri microrganismi, che prevalgono alla scomparsa dei primi, quando cioè questi hanno completato la loro funzione (ed esaurito la loro scorta alimentare). Così avviene a seguire con prevalenza successiva di differenti popolazioni batteriche.

All'inizio i ricercatori trovarono microbi con un'elevata tolleranza al fuoco e alle alte temperature. Poi segnalarono la prevalenza di organismi a crescita rapida con molte spore.
I batteri sporigeni comprendono in particolare clostridi, bactridi e plectridi, le cui spore hanno funzione di resistenza molto elevata a condizioni avverse (es. il calore). E' quindi plausibile che tali microganismi possano aver resistito all'incendio in zone prive di aria e non combuste; è però anche possibile che possano essere subentrati successivamente.
I ricercatori hanno segnalato che, verso la fine dell'anno dell'esperimento, nei campioni da essi prelevati presero a dominare organismi in grado di consumare carbone e altri detriti post-incendio ad alto contenuto di azoto.

Fabiola Pulido-Chavez, dottoranda in patologia vegetale dell'UCR e prima autrice dello studio, ha segnalato che nell'ambito dei microrganismi presenti nella fase post-incendio fu notato che raddoppiarono i geni coinvolti nel metabolismo del metano, il che evidenzierebbe la presenza di batteri metanotrofi, che regolano la decomposizione del metano, riducendo l'emissione di tale gas serra.

I ricercatori stanno complessivamente cercando di capire come abbiano fatto tanti microrganismi a sopravvivere dopo l'incendio e in particolare la dott.ssa Glassman ha manifestato alcune perplessità: 'Pensiamo che un organismo non possa essere bravo in tutte le abilità necessarie per prosperare nella zona danneggiata da un incendio. Se sei bravo a tollerare il calore, probabilmente non sei altrettanto bravo a crescere velocemente.'

Questa considerazione sembra però precludere la possibilità che i microrganismi possano essere stati trasportati e si possano essere poi instaurati successivamente all'incendio. Le possibili origini sono molteplici, principalmente gli escrementi della fauna selvatica.
Il ragionamento poi effettuato dai ricercatori è però molto simile e sembra condurre nella stessa direzione, dato che essi, anche, ipotizzano che la flora microbica di un suolo, precedentemente interessato da un incendio, non sia molto diversa da quella (genericamente definita microbiota) presente nell'intestino di un essere vivente. Ha infatti detto la dott.ssa Glassman: 'Stiamo anche cercando di capire cosa riporta la terra nel luogo in cui era prima dell'azione di disturbo, che in questo caso è stato un enorme incendio. Molto di ciò che stiamo studiando potrebbe essere trasferibile a un contesto di microbioma umano'.
Il microbioma è il pool genico dei microrganismi che vivono in un determinato ambiente, il cui corrispettivo, in termini di specie batteriche complessivamente presenti, è indicato come microbiota.

Il termine microbioma è molto utilizzato nello studio delle specie microbiche dell'intestino umano, ma spesso anche nello studio delle interazioni dell'apparato radicale delle piante con le popolazioni microbiche del suolo; quindi esso ben si adatta anche allo studio del terreno di un bosco precedentemente bruciato da un incendio. Il microbioma era peraltro già stato indirettamente citato, poco sopra, quando si segnalava che nei campioni di terreno dell'area bruciata dall'incendio era stata rilevata la presenza di un pool di geni coinvolti nel metabolismo del metano (batteri metanotrofi).

I ricercatori che hanno condotto questo studio hanno paragonato la conseguenza dell'incendio su un bosco, alla situazione di stress che s'instaura nel microbioma di un organismo umano, dopo la somministrazione di un antibiotico che distrugga i batteri dell'intestino, determinando così la prevalenza di ceppi prima assenti o solo minoritari, che spesso sono anche patogeni e portatori di resistenza agli antibiotici.
Nel caso della medicina umana, si può arrivare al ripristino di una situazione d'equilibrio, simile allo stato pre-infezione, servendosi di appositi fermenti somministrati al malato, i quali, competendo con la popolazione microbica subentrata, tentano di ristabilire l'equilibrio originario.
Un obbiettivo simile sembra quindi l'oggetto dell'attività di ripristino di una qualunque area interessata da un incendio.

I ricercatori che hanno condotto questo studio affermano in conclusione che, dopo che, per molto tempo, la ricerca si è occupata di trovare la strada per ricolonizzare le zona precedentemente bruciate da incendi, studiando i modi in cui le piante si adattano a tale nuova situazione, la loro ricerca è arrivata a mostrare che anche i funghi e i batteri, presenti nel suolo, potrebbero aver sviluppato una strategia simile, per ricreare il microbioma idoneo al successivo sviluppo delle piante, nell'area già interessata dall'incendio.

Agli autori di questo studio resta il dubbio se tali adattamenti, di cui ora affiora la consapevolezza, saranno sufficienti a sanare situazioni in cui gli incendi divengano ben più gravi e frequenti, arrivando anche ad interessare nuovamente la stessa area, dopo un numero di anni inferiore a quello precedentemente abituale.