Un equip internacional de científics ha cartografiat per primera vegada el microbioma ambiental d'un país sencer, creant un atles d'alta{0}}resolució de vida microbiana a Dinamarca. El projecte, liderat per la Universitat d'Aalborg amb contribucions de la Universitat de Viena, va analitzar més de 10.000 mostres de sòl i medi ambient a tot el país i es va publicar aNaturasota el títolMicroflora Danica.
Les mostres es van recollir amb una resolució espacial mitjana d'uns quatre quilòmetres quadrats, produint el que els investigadors descriuen com una visió general sense precedents de la diversitat i la funció microbiana del país. El conjunt de dades proporciona una visió de com els microorganismes responen a l'ús de la terra, l'agricultura i les pertorbacions ambientals a escala nacional.
Científics de la Universitat de Viena van tenir un paper central en l'anàlisi dels microorganismes nitrificadors - que impulsen els passos clau del cicle global del nitrogen. Aquests organismes determinen quant de temps el nitrogen dels fertilitzants roman disponible per als cultius i quan es converteix en formes que contaminen les vies fluvials o s'escapi a l'atmosfera.
L'estudi mostra, per primera vegada, la distribució nacional dels nitrificants als sòls. També destaca les principals mancances de coneixement: dos dels grups més estesos - el llinatge TA-21 d'arquees oxidants d'amoníac i comammoxNitrospirael clade B - no té representants cultivats. Com a resultat, encara no es poden estudiar directament en entorns de laboratori tot i dominar grans àrees de sòls agrícoles i naturals. Els investigadors també van identificar proves sòlides de grups de bacteris oxidants de nitrit-desconeguts i no cultivats anteriorment.
Les troballes tenen un pes particular a Dinamarca, on aproximadament dos-terços de la terra s'utilitzen per a l'agricultura. L'ús intensiu de fertilitzants provoca pèrdues significatives de nitrogen a les aigües subterrànies, rius i aigües costaneres, alhora que contribueix a les emissions d'òxid nitrós, un gas d'efecte hivernacle potent. Els diferents nitrificadors varien en quant òxid nitrós produeixen i com responen als inhibidors de nitrificació afegits als fertilitzants, cosa que fa que la seva distribució sigui crítica per a la gestió ambiental.
Els investigadors diuen que l'atles podria ajudar a fer que l'agricultura sigui més específica i sostenible alineant les estratègies de fertilitzants amb les comunitats microbianes presents als sòls. Amb el temps, això podria reduir les pèrdues de nutrients, limitar la contaminació de l'aigua i reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle.
Més enllà de l'agricultura, l'estudi mostra que la pertorbació humana deixa una clara signatura microbiana. Els hàbitats de gestió intensiva tendeixen a tenir una gran diversitat local però semblen més homogeneïtzats a nivell nacional. Els ecosistemes menys alterats conserven una major diversitat microbiana global. Els autors suggereixen que aquestes "empremtes dactilars microbianes" es podrien utilitzar eventualment per avaluar l'èxit dels projectes de restauració d'hàbitats.
Les implicacions s'estenen més enllà de Dinamarca. Àustria s'enfronta a reptes similars relacionats amb la intensitat agrícola, la gestió dels nutrients i la protecció de l'aigua. Segons els investigadors implicats en l'estudi, l'atles danès proporciona un model de com les dades del microbioma a escala nacional-podien informar la política ambiental en altres llocs, des de l'optimització de fertilitzants fins a l'estimació de les emissions de gasos d'efecte hivernacle basades en el-sòl.
Els autors argumenten que la incorporació de dades del microbioma a la planificació de l'ús del sòl-i les estratègies climàtiques serà essencial ja que els països intenten equilibrar la productivitat agrícola amb la protecció del medi ambient.
