Il terreno sotto i nostri piedi non è così biologicamente diverso come pensavano in precedenza gli scienziati, secondo un gruppo di ricerca che include un ecologista microbico del suolo della Virginia Tech.

Il DNA residuo di organismi morti - noto come "DNA reliquia" - ha storicamente gettato una chiave nelle stime, inducendo gli scienziati a sovrastimare la diversità microbica fino al 55 percento. Comprendere la diversità microbica nel suolo è fondamentale per capire come si verificano processi ambientali come la fissazione dell'azoto atmosferico e il cambiamento climatico.

Ma una squadra che include Michael Strickland, un assistente professore di scienze biologiche presso il College of Science, ha utilizzato una tecnica di sequenziamento ad alto rendimento per determinare l'esatta composizione di 31 campioni di suolo provenienti da diversi climi ed ecosistemi.

I risultati sono stati pubblicati in Microbiologia della natura questa settimana.

"Quando abbiamo iniziato a capire che i nostri numeri potevano essere sbagliati, sapevamo che dovevamo trovare un modo per dare un'occhiata più da vicino a quante specie ci sono effettivamente, " disse Strickland, che è anche affiliato con il Global Change Center dell'università e il Fralin Life Science Institute.

Le informazioni sulle popolazioni di microbi nel suolo sono importanti perché questi organismi svolgono ruoli critici nell'ecosistema terrestre e aiutano a mantenere la fertilità del suolo.

Ma collegare le attività dei microbi ai processi del suolo è difficile. Gli scienziati devono misurare i microbi viventi, un compito impegnativo perché il DNA di microbi morti può persistere nel suolo per anni, oscurando l'analisi della diversità microbica.

"Questa ricerca suggerisce che una percentuale significativa dei microrganismi rilevati nel suolo utilizzando tecniche basate sul DNA non è più viva, " ha detto Ember Morrissey, un assistente professore di scienze vegetali e del suolo presso la West Virginia University che non era coinvolto nel progetto di ricerca. "Di conseguenza, potremmo aver bisogno di utilizzare strumenti che distinguano il materiale genetico delle cellule viventi dal DNA relitto di microbi morti per comprendere l'influenza delle 'specie' microbiche su importanti processi ecosistemici".

Paolo Carini, un ecofisiologo microbico presso l'Università del Colorado Boulder e primo autore dell'articolo, usato PMA, un colorante fotoreattivo che si lega al DNA relitto ma non aderisce bene alle cellule viventi, distinguere le cellule vitali dai detriti di DNA nel suolo.

"La contabilizzazione del DNA relitto nelle nostre analisi ci aiuterà a comprendere l'importante flusso e riflusso del microbioma del suolo e ci aiuterà a capire meglio come i microbi aiutano a regolare la fertilità del suolo e a rendere la terra abitabile di fronte a un clima che cambia, " ha detto Carini.

Sebbene le comunità microbiche del suolo siano risultate meno diversificate di quanto si pensasse in precedenza, sono ancora piuttosto diversi, secondo Strickland. In un grammo di terreno, migliaia di specie di microbi vivono, inducendo Strickland a considerare il suolo come "la foresta pluviale dei poveri".