Τα μικρόβια εδάφους είναι βακτήρια, μύκητες, πρωτόζωα και άλλοι μικροοργανισμοί, που ζουν στο έδαφος και αλληλεπιδρούν με τις ρίζες των φυτών. Διασπούν την οργανική ουσία του εδάφους και απελευθερώνουν τα βασικά θρεπτικά στοιχεία, όπως άζωτο, φώσφορο και κάλλιο, απαραίτητα για την ανάπτυξη των φυτών. Διεγείρουν τις φυσικές διαδικασίες των φυτών για να ενισχύσουν την πρόσληψη και την αποδοτικότητα των θρεπτικών συστατικών, την ποιότητα των καλλιεργειών και την ανοχή τους στο αβιοτικό στρες, ωφελώντας την απόδοσή τους και συμβάλλοντας στην ανάπτυξή τους. Η μείωση τους προκαλεί την υποβάθμιση του εδάφους. Οταν ένα έδαφος δεν είναι υγιές, τότε οι μικροοργανισμοί, αυτοί οι εργάτες του εδάφους, δεν μπορούν να αποικοδομήσουν τις οργανικές ουσίες.
Αυτά τα μικρόβια διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στη λειτουργία των οικοσυστημάτων. Συμβάλλουν στην ανακύκλωση του άνθρακα, επηρεάζοντας την αποθήκευσή του στο έδαφος και τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Η κατανόηση της συμπεριφοράς τους κάτω από ακραίες συνθήκες είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της υγείας των εδαφών, της γεωργικής παραγωγής και της άμβλυνσης κλιματικών κρίσεων.
Το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης και η δρ Μαρία Τσιαφούλη, βιολόγος, έπαιξαν κεντρικό ρόλο στη συλλογή και επεξεργασία εδαφικών δειγμάτων από τον Χορτιάτη Θεσσαλονίκης και στη διερεύνηση και αξιολόγηση των δεδομένων. Μιλάμε με τη δρα Μαρία Τσιαφούλη για αυτή την έρευνα που ανέδειξε ένα ακόμη σημαντικό στοιχείο: «Η προστασία του εδάφους από την κλιματική αλλαγή δεν μπορεί να βασιστεί σε γενικές στρατηγικές».
Πώς οι πλημμύρες συμβάλλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου
«Στην έρευνα που ολοκληρώθηκε πήραν μέρος 10 χώρες από διαφορετικές κλιματικές ζώνες της Ευρώπης. Εμείς ως χώρα ανήκουμε στη Μεσογειακή ζώνη. Μελετήσαμε στις ίδιες βιοκοινότητες τη δραστηριότητα των μικροβίων εδάφους σε τέσσερα ακραία συμβάντα: ξηρασία, παγωνιά, αυξημένη θερμοκρασία και πλημμύρα.
Αξιοσημείωτο είναι ότι τα εδαφικά μικρόβια είχαν μια παρόμοια απόκριση τόσο στην ξηρασία όσο και στην παγωνιά, γεγονός που σχετίζεται με μηχανισμούς αντίστασης των μικροβίων στην έλλειψη/μη διαθεσιμότητα νερού. Ο πάγος είναι νερό μη διαθέσιμο για τους οργανισμούς.
Ο καύσωνας θεωρείται ένα από τα πιο ακραία φαινόμενα και στη συμπεριφορά του εδάφους. Ωστόσο, τα εδάφη της Μεσογειακής ζώνης στην οποία ανήκει η Ελλάδα είναι πιο ανθεκτικά στις υψηλές θερμοκρασίες και ανταποκρίνονται καλύτερα σε αυτές σε σύγκριση με τα εδάφη περιοχών σε άλλες χώρες βορειότερα.
Ενα ακραίο φαινόμενο μετά τον καύσωνα, ειδικά για τις μεσογειακές χώρες, όπως η Ελλάδα, είναι η πλημμύρα. Η συμπεριφορά των μικροβίων εδάφους στη διάρκεια μιας πλημμύρας έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Τα μικρόβια τότε παράγουν περισσότερο μεθάνιο, το οποίο επιδρά στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Το αποτέλεσμα αυτό ήταν λιγότερο αναμενόμενο και χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή, στο πλαίσιο της διαχείρισης κλιματικών κρίσεων.
Συμπερασματικά, μπορούμε να πούμε ότι, από τα ακραία κλιματικά συμβάντα που εξετάστηκαν, μεγαλύτερες επιπτώσεις είχαν η αυξημένη θερμοκρασία και η πλημμύρα. Ωστόσο, αισιόδοξο εύρημα της έρευνας είναι η ύπαρξη περιοχών στο γενετικό υλικό των μικροβίων, ανεξάρτητα από την περιοχή προέλευσής τους, που τους προσδίδουν την ικανότητα να εισέρχονται σε “ανθεκτικές μορφές”, σταματώντας προσωρινά τη δραστηριότητά τους, ώστε να επιβιώσουν υπό ακραίες συνθήκες. Αυτό το χαρακτηριστικό ανοίγει τον δρόμο για την ανάπτυξη λύσεων που αξιοποιούν τα μικρόβια στη διαχείριση των οικοσυστημάτων και στην προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή».
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας, «η προστασία του εδάφους από την κλιματική αλλαγή δεν μπορεί να βασιστεί σε γενικές στρατηγικές. Αντίθετα, απαιτείται προσαρμοσμένη διαχείριση ανά περιοχή και περίπτωση. Στην Ελλάδα, οι μεγαλύτερες προκλήσεις προκύπτουν από την αυξανόμενη συχνότητα πλημμυρών και καυσώνων, με τις μεσογειακές μικροβιακές κοινότητες να είναι ιδιαίτερα ευάλωτες σε αυτές».
Η έρευνα και η συμμετοχή της Ελλάδας
Η έρευνα ξεκίνησε το 2018 και θεωρείται μία από τις μεγαλύτερες και πιο ολοκληρωμένες στον τομέα της μελέτης της απόκρισης των μικροβίων του εδάφους σε ακραία κλιματικά φαινόμενα. Περιλαμβάνει δειγματοληψία από 30 λιβαδικά οικοσυστήματα σε οκτώ διαφορετικές βιογεωγραφικές ζώνες της Ευρώπης (Αλπική, Αρκτική, Υπο-Αρκτική, Ατλαντική, Βόρεια, Ηπειρωτική, Μεσογειακή, Στεπική), γεγονός που εξασφαλίζει αντιπροσωπευτικότητα και συγκριτική αξιολόγηση της μικροβιακής ποικιλότητας. Συμμετείχαν 20 πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα, με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ (Dr Chris Knight, Prof. Franciska de Vries) και χρηματοδοτήθηκε από το NERC (NE/P01206X/1).
Υλοποιήθηκε στο πλαίσιο του προγράμματος «Developing a trait-based framework for predicting soil microbial community response to extreme events (Ανάπτυξη ενός πλαισίου για την πρόβλεψη της αντίδρασης της μικροβιακής κοινότητας του εδάφους σε ακραία κλιματικά συμβάντα με βάση τα χαρακτηριστικά της)».
Τα εδαφικά δείγματα τόσο της Ελλάδας όσο και των άλλων χωρών υποβλήθηκαν σε προσομοιώσεις ακραίων κλιματικών συμβάντων, ενώ έγινε και μία σειρά από αναλύσεις DNA, για να προσδιοριστεί η σύνθεση, η ποικιλότητα και η δραστηριότητα των μικροβιακών κοινοτήτων.
Ολη η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature: https://www.nature.com/articles/s41586-024-08185-3
-320x213.jpg)
