Gli scienziati dell'Oregon State University hanno creato uno strumento in grado di prevedere la portata dei fiumi artici con un sorprendente grado di precisione basato sulla composizione e sull'abbondanza di batteri nell'acqua.

Il loro approccio alla "genoidrologia" di successo è importante perché molti fiumi artici sono remoti e piuttosto accidentati, rendendo pericoloso e costoso l'impiego di misuratori di portata per misurare l'acqua. Credono anche che il loro modello abbia il potenziale per adattarsi ai fiumi remoti di tutto il mondo.

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Ricerca sulle risorse idriche .

"C'è una stagionalità nelle comunità microbiche in questi fiumi e mentre i fiumi salgono e scendono con le stagioni, che il profilo microbico cambia, " ha detto Byron Crump, un ecologo e biogeochimico con il College of Earth dell'OSU, Oceano, e Scienze dell'atmosfera e coautore dello studio. "Questi fiumi possono condividere alcuni degli stessi taxa, o tipi di batteri, ma l'abbondanza dei taxa è diversa e cambia con il flusso."

I ricercatori si sono concentrati su sei fiumi artici:il Kolyma, Lena, Mackenzie, Ob, Yenisey e Yukon e hanno raccolto campioni di acqua dalla bocca. Dopo aver estratto il DNA batterico dai campioni, hanno scomposto il codice genetico e isolato un segmento chiamato gene 16S rRNA. Il segmento si trova in tutti i batteri, dicono gli scienziati ma contiene variazioni che possono essere utilizzate per identificare diversi ceppi batterici.

Hanno trovato 148 ceppi, noti anche come unità tassonomiche operative, nove dei quali sono stati trovati in almeno cinque dei sei fiumi artici.

"Per fare previsioni sul flusso, abbiamo cercato quale tipo di batterio è stato trovato presente con diversi livelli di scarica, " disse Stefano Buono, un idrologo del College of Agricultural Sciences dell'OSU e autore principale dello studio. "Abbiamo quindi esaminato i batteri del fiume che volevamo prevedere e stimare lo scarico in base a questa relazione precedentemente determinata tra flusso e abbondanza di batteri".

Utilizzando 33 anni di misurazioni di portata dai fiumi, Good e i suoi colleghi hanno creato un algoritmo in grado di stimare il flusso dei fiumi in base al profilo microbico. Quando lo hanno testato rispetto a modelli di flusso fluviale basati esclusivamente sulle precipitazioni e sull'area dei bacini idrografici, hanno scoperto che il loro algoritmo sui microbi era del 20% più accurato.

"Se mettiamo dei flussimetri nel fiume, prenderemo misure migliori, ma non è facile in molti casi, " Crump ha detto. "La comunità idrologica ha bisogno di un altro metodo per aiutare a prevedere il flusso oltre alla pendenza, precipitazione, geomorfologia e clima, e questo algoritmo sviluppato da Stephen (Good) sembra essere efficace e ha il potenziale per essere ancora migliore."

Good ha detto che il prossimo passo nella ricerca è quello di incorporare altri fattori nel suo modello complesso, comprese le precipitazioni, e per vedere se il metodo è applicabile ad altri sistemi fluviali.

"È probabile che i batteri che abbiamo identificato si trovino in altri fiumi, anche se non necessariamente nella stessa quantità, quindi il modello dovrà essere regolato, " Bene ha detto. "Abbiamo un lavoro in corso che esamina questo metodo in tutto l'Oregon occidentale, e stiamo già cercando di incorporare le precipitazioni nel processo".