I Paesi Bassi, che ospitano mulini a vento e zoccoli, prostituzione legalizzata e marijuana, ospitano anche campi coltivati intensamente. Le piccole dimensioni e la grande popolazione olandesi hanno fatto sì che il suo storicamente necessitasse di agricoltori esperti per nutrire la sua popolazione. Ma man mano che cresce sempre meno del proprio cibo, il governo deve acquistare gli agricoltori per riportare le terre coltivate in uno stato più selvaggio.
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Quando questo programma è iniziato diversi decenni fa, secondo Martijn Bezemer, un biologo dell'Istituto olandese di ecologia, gli ambientalisti semplicemente smetterebbero di piantare e lasciare che la terra fosse, oppure si spogliano dello strato superiore del terreno e lasciano il sottosuolo sabbioso esposto a gli elementi. Nessuno dei due approcci ebbe molto successo. Sembrava che non importava da quanto tempo aspettassero che una prateria sana prendesse piede, il suolo, degradato dopo decenni di agricoltura ad alta intensità, non si stava riprendendo.
Il governo ha assunto Bezemer per cercare di accelerare il processo di restauro. Il suo gruppo ha iniziato a sperimentare il processo di inoculo di suoli degradati con sporco proveniente da ecosistemi sani. Proprio come i medici potevano trattare molti problemi intestinali trapiantando microbi intestinali da una persona sana in una malata, il gruppo di Bezemer voleva usare microbi sani per curare un ecosistema malato.
Il loro lavoro iniziale nelle serre e su piccoli appezzamenti ha impressionato Machiel Bosch, un responsabile della natura per il governo che stava aiutando a supervisionare il processo di restauro nei Paesi Bassi. Diversi anni fa, quando Bosch ricevette un nuovo appezzamento di terra, invitò Bezemer a provare i suoi trapianti microbici del suolo su larga scala.
I risultati sono stati recentemente pubblicati il mese scorso sulla rivista Nature Plants, rivelando che piccole inoculazioni di terreno da prati o brughiere potrebbero aiutare a determinare quali piante colonizzeranno l'area e prospererebbero in futuro. "Non ottieni le piante giuste se non hai il terreno giusto", afferma Bezemer.
Raccogli una manciata di terra. Lo sporco che tieni nei palmi delle mani costituisce la base della vita intorno a te, dai lombrichi che strisciano nel tuo giardino ai rapaci a centinaia di metri di altezza. Ma il suolo non è solo un mucchio di terra senza vita. I funghi simbiotici che vivono nelle radici delle piante, noti come micorriza, aiutano le piante ad estrarre nutrienti vitali. Altri microbi abbattono piante e animali in decomposizione, reintegrando i materiali utilizzati dalle piante.
Storicamente, gli scienziati credevano che i microbi del suolo fossero sostanzialmente simili in tutto il mondo, dall'Asia al Sud America. Un lavoro più recente ha rivelato, tuttavia, che le popolazioni microbiche sono in realtà iper-locali, spiega Vanessa Bailey, microbiologa dei Pacific Northwest National Labs. Il terreno che studia ai piedi della Rattlesnake Mountain nello Stato di Washington è in realtà abbastanza diverso dal terreno in cima, con un dislivello di soli 3500 piedi.
Ciò che questo significa per gli scienziati è duplice. Per uno, significa che la diversità microbica nel solo suolo è probabilmente molto più immensa di quanto chiunque avesse previsto. "Ora disponiamo degli strumenti per descrivere i microbi in modo molto più dettagliato rispetto a cinque o dieci anni fa", ha dichiarato Noah Fierer, un microbiologo dell'Università del Colorado a Boulder. “Tuttavia l'80 percento dei microbi del suolo a Central Park non è ancora descritto. C'è molta diversità con cui fare i conti. ”
La seconda implicazione è che due diversi ecosistemi, anche quelli nelle immediate vicinanze, potrebbero avere microbi molto diversi che vivono nel loro suolo. Una pianta potrebbe sopravvivere alla siccità non a causa di qualcosa di intrinseco alla sua fisiologia, ma a causa dell'assortimento di microbi simbiotici nella terra, ha detto Fierer. Pianta i semi altrove e potrebbero non essere in grado di germinare, crescere e prosperare senza la giusta miscela di batteri e funghi. Quando i ricercatori hanno iniziato a conoscere meglio la profondità e la complessità di queste interazioni, Bezemer ha capito che ciò poteva spiegare perché i tentativi del suo paese natale di riportare i terreni agricoli negli ecosistemi nativi stavano fallendo.
Il processo potrebbe funzionare, secondo Bezemer, se fosse presente il terreno giusto. Inizialmente, ha provato a spostare il terreno all'ingrosso. Non è stato un problema per piccoli progetti in vasi e serre, ma ridimensionare qualsiasi progetto sarebbe difficile, poiché il terreno è pesante e difficile da spostare. Tuttavia, questi primi studi hanno fornito a Bezemer dati sufficienti per dimostrare che i semi hanno fatto meglio quando sono stati piantati nel terreno prelevato da altri ecosistemi in cui quelle specie prosperavano.
Non solo le piante sono cresciute meglio, ma il terreno trapiantato ha anche impedito alle erbe infestanti e ad altre piante indesiderate di dominare il nuovo sistema prima che le specie autoctone potessero prendere piede.
Per Bezemer, il problema con questo approccio era la quantità di terreno necessaria. Per convertire adeguatamente i terreni agricoli in erba o brughiera nei Paesi Bassi, gli ambientalisti dovrebbero effettivamente rimuovere tutto il suolo da ecosistemi sani. Ma se i microbi fossero il fattore importante, forse non aveva bisogno di enormi quantità di sporco.
Poiché nessuno sapeva esattamente quali fossero i microbi importanti e in quali quantità, Bezemer non poteva semplicemente cospargere i batteri nell'area desiderata. Ma, teorizzò, forse piccole quantità di terreno contenevano abbastanza microbi per avviare il sistema e impostarlo sul percorso desiderato.
In alcune delle trame, i ricercatori hanno rimosso il vecchio strato di terriccio ed esposto il sottosuolo sabbioso. In altri, tuttavia, hanno lasciato intatto il terriccio esistente. Quindi lo coprirono con un centimetro o due di terra da prati o brughiere, seminarono una varietà di semi e attesero.
L'esperimento è durato sei anni, ma i dati hanno mostrato chiaramente che il terreno del donatore ha guidato l'ex terra agricola verso un ecosistema che sembrava la fonte originale. Il terreno della prateria ha creato la prateria, la brughiera è diventata brughiera. La spogliatura del terriccio ha permesso di ottenere effetti più forti sul suolo dei donatori e anche gli ecosistemi si sono ripresi più rapidamente.
Bailey, che ha pubblicato il suo studio all'inizio di quest'anno su come i cambiamenti climatici potrebbero influenzare i microbi del suolo, afferma che questi risultati mostrano non solo gli effetti del suolo dei donatori sul ripristino degli ecosistemi, ma anche come la competizione tra i microbi del suolo può influenzare il modo in cui le piante crescono. La probabile ragione per cui le inoculazioni avevano meno effetto quando il terriccio non veniva rimosso era la competizione tra i microbi esistenti e quelli nel terreno trapiantato.
"I microbi si comportano in modo sorprendente e abbiamo bisogno di una migliore comprensione di come colonizzano il suolo e di tutti i diversi processi ecologici che questi microbi svolgono. Non ne abbiamo davvero idea ”, ha detto Bailey. Gli scienziati non sanno ancora come e perché questi trapianti di terreno funzionano, proprio come non sanno molto sul perché i trapianti di feci abbiano tanto successo nell'uomo. Questo documento mostra, tuttavia, che i trapianti di terreno funzionano davvero, afferma Bailey.
Fierer ha elogiato lo studio, affermando che "evidenzia i legami tra suolo e salute dell'ecosistema, mostrando il potere che può avere il cambiamento del suolo", ma ha anche sollevato una nota di cautela. I ricercatori potrebbero aver usato una quantità molto più piccola di terreno rispetto ai precedenti esperimenti, ma ci vorrebbe comunque una grande quantità di sporco per ripristinare anche piccole aree. Né qualcuno può essere sicuro di cosa stia guidando i cambiamenti ecologici. Bezemer e altri esperti del suolo concordano sul fatto che sono quasi certamente i microbi, ma data la complessità del suolo, nulla può ancora essere escluso dentro o fuori.
Il suolo rimane una scatola nera ecologica per gli scienziati. Anche ora, i ricercatori stanno appena iniziando a capire come i microbi che non possiamo nemmeno vedere potrebbero potenzialmente plasmare il mondo che ci circonda.
