Uma equipe internacional de cientistas mapeou pela primeira vez o microbioma ambiental de um país inteiro, criando um atlas de alta-resolução da vida microbiana em toda a Dinamarca. O projeto, liderado pela Universidade de Aalborg com contribuições da Universidade de Viena, analisou mais de 10.000 amostras de solo e ambientais em todo o país e foi publicado emNaturezasob o títuloMicroflora Danica.
As amostras foram recolhidas com uma resolução espacial média de cerca de quatro quilómetros quadrados, produzindo o que os investigadores descrevem como uma visão geral sem precedentes da diversidade e função microbiana do país. O conjunto de dados fornece informações sobre como os microrganismos respondem ao uso da terra, à agricultura e às perturbações ambientais em escala nacional.
Cientistas da Universidade de Viena desempenharam um papel central na análise de nitrificadores - microrganismos que conduzem etapas importantes no ciclo global do nitrogênio. Esses organismos determinam por quanto tempo o nitrogênio dos fertilizantes permanece disponível para as culturas e quando ele é convertido em formas que poluem os cursos de água ou escapam para a atmosfera.
O estudo mostra, pela primeira vez, a distribuição nacional de nitrificantes nos solos. Ele também destaca grandes lacunas de conhecimento: dois dos grupos mais difundidos - a linhagem TA-21 de archaea oxidante de amônia e comammoxNitrospirao clado B - não possui representantes cultivados. Como resultado, eles ainda não podem ser estudados diretamente em laboratório, apesar de dominarem grandes áreas de solos agrícolas e naturais. Os pesquisadores também identificaram fortes evidências de grupos anteriormente desconhecidos e não cultivados de bactérias oxidantes-de nitrito.
As descobertas têm peso especial para a Dinamarca, onde cerca de dois{0}}terços da terra são usados para agricultura. O uso intensivo de fertilizantes leva a perdas significativas de nitrogênio nas águas subterrâneas, nos rios e nas águas costeiras, ao mesmo tempo que contribui para as emissões de óxido nitroso, um potente gás de efeito estufa. Diferentes nitrificantes variam na quantidade de óxido nitroso que produzem e na forma como respondem aos inibidores de nitrificação adicionados aos fertilizantes, tornando a sua distribuição crítica para a gestão ambiental.
Os investigadores dizem que o atlas pode ajudar a tornar a agricultura mais direcionada e sustentável, alinhando as estratégias de fertilizantes com as comunidades microbianas presentes nos solos. Com o tempo, isto poderá reduzir as perdas de nutrientes, limitar a poluição da água e reduzir as emissões de gases com efeito de estufa.
Além da agricultura, o estudo mostra que a perturbação humana deixa uma assinatura microbiana clara. Os habitats geridos intensivamente tendem a ter uma elevada diversidade local, mas parecem mais homogeneizados a nível nacional. Ecossistemas menos perturbados retêm maior diversidade microbiana global. Os autores sugerem que tais “impressões digitais microbianas” poderiam eventualmente ser usadas para avaliar o sucesso de projetos de restauração de habitats.
As implicações vão além da Dinamarca. A Áustria enfrenta desafios semelhantes relacionados com a intensidade agrícola, a gestão de nutrientes e a proteção da água. De acordo com os pesquisadores envolvidos no estudo, o atlas dinamarquês fornece um modelo de como os dados do microbioma em{2}}escala nacional poderiam informar a política ambiental em outros lugares, desde a otimização de fertilizantes até a estimativa das emissões de gases de efeito estufa-com base no solo.
Os autores argumentam que a incorporação de dados do microbioma no planejamento-do uso da terra e nas estratégias climáticas será essencial à medida que os países buscam equilibrar a produtividade agrícola com a proteção ambiental.
