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Biodiversidade microbiana dos solos na Europa, análises e perspectivas

'Padrões na diversidade microbiana do solo em toda a Europa' (Labouyrie et al., 2023) – o estudo publicado na Nature Communications por investigadores do Centro Comum de Investigação (JRC), Universidade de Zurique e Tartu, Agroscope – oferece uma análise valiosa sobre a diversidade microbiana biodiversidade dos solos na Europa. (1)

O tratamento dos dados biológicos e microbiológicos recolhidos no projeto #LUCAS (JRC et al., 2016) permitiu observar as interações entre os diferentes tipos de cobertura vegetal do solo, as perturbações antrópicas e o clima com as características do solo, bem como as comunidades microbianas e as funções a elas associadas.

Cobertura vegetal da UE
Figura 1. a. Distribuição dos pontos amostrais coloridos por tipo de cobertura vegetal nas regiões biogeográficas. O número de sites é indicado entre parênteses. b Tipos de cobertura vegetal ordenados ao longo de um gradiente de perturbação crescente do uso do solo. (1)

1) Solo, o papel vital dos microrganismos

Microrganismos presentes nos solos desempenham um papel vital na decomposição da matéria orgânica, na regulação das reservas de carbono e na ciclagem de nutrientes, além de facilitar a absorção de nutrientes pelas plantas. (2) As perturbações antrópicas no uso da terra, no clima, nas propriedades específicas do solo (por exemplo, pH, disponibilidade de nitrogênio) e na biodiversidade vegetal, por sua vez, têm um papel crucial na modelagem de associações microbianas (3,4) .

O todo desses fatores podem, portanto, causar mudanças significativas no microbioma do solo. (5) E as alterações na composição e nas funções das comunidades microbianas podem influenciar os serviços ecossistémicos prestados pelo solo. É, portanto, fundamental compreender os impactos dos factores antropogénicos e ambientais na biodiversidade e nas funções microbianas subterrâneas, mesmo em grande escala. (6)

2) O projeto LUCAS

LUCAS (Land Use and Coverage Area frame Survey) é um projeto de investigação realizado em 28 Estados-Membros da União Europeia, com o objetivo de recolher dados detalhados sobre a composição dos solos e a sua cobertura vegetal no Velho Continente. (7) Este projecto - para além de analisar as propriedades físicas e químicas dos solos (ou seja, pH, nutrientes) - identifica e cataloga os microrganismos aí presentes, através de técnicas avançadas de 'metabarcoding' de ADN. (8) A normalização dos dados é, de facto, essencial para se ter uma visão global, avaliando e comparando os inventários de solos nacionais e regionais.

Fluxo de trabalho do projeto LUCAS
Figura 2. Fluxo de trabalho do LUCAS Solo desde a amostragem até a geração do banco de dados (8)

3) Impacto da cobertura vegetal e do clima

Cobertura vegetal tem um papel significativo na estrutura da comunidade bacteriana e fúngica. A análise envolveu 79.593 unidades bacterianas e 25.962 unidades fúngicas. (1) Terras agrícolas e prados com alto teor de argila e pH hospedam mais bactérias quimioheterotróficas, florestas com alta relação C/N (carbono/nitrogênio) e baixa densidade aparente têm mais fungos ectomicorrízicos, florestas de coníferas mais fixadores de bactérias N. As interações entre as propriedades do solo, a cobertura vegetal e o clima explicam as diferenças na diversidade microbiana entre os locais. A análise também revela como a interação entre o pH do solo e a sazonalidade da temperatura influencia a diversidade e a proporção de patógenos fúngicos de plantas. (9)

4) Efeitos dos distúrbios antrópicos no uso da terra nas comunidades microbianas

O microbioma do solo é influenciada por perturbações da terra, com um aumento na riqueza e diversidade microbiana nas áreas mais perturbadas (ou seja, terras cultivadas) em comparação com florestas menos perturbadas. A maior diversidade microbiana – tanto taxonómica como funcional – não é, no entanto, um sinal positivo a priori.

As áreas altamente perturbadas podem, de fato, hospedar maiores quantidades de microrganismos potencialmente indesejados. Assim, potenciais agentes patogénicos fúngicos estão disseminados nas áreas mais geridas, bactérias fixadoras de azoto em florestas e prados geridos extensivamente. (1) Os vários tipos de cobertura vegetal, por sua vez, conduzem a variações significativas nos principais grupos microbianos.

5) Limites e perspectivas

Pesquisadores – apesar de terem considerado variáveis ​​significativas – detectaram uma variância inexplicável que talvez pudesse ser explicada pelo efeito de outras forças, como ponto de murchamento e micronutrientes não investigados pelo modelo.

Falta de dados detalhados sobre a cobertura vegetal, a limitada anotação funcional dos micróbios, especialmente das bactérias - e as práticas agronômicas adotadas (orgânicas, convencionais), acrescenta o escritor (9) - constituem limitações potencialmente significativas. Outras pesquisas futuras deverão considerar a variabilidade em escala microscópica e melhorar a caracterização taxonômica e funcional das comunidades microbianas.

Abordagens experimentais como metagenômica, metatranscriptômica, metaproteômica e metabolômica poderiam refinar a anotação funcional. Uma análise de causa e efeito poderia correlacionar a presença de patógenos vegetais com o crescimento das plantas. A aplicação destas abordagens ao LUCAS Soil poderia abrir novas perspetivas, mas as limitações atuais indicam a necessidade de mais investigação direcionada para compreender completamente a ecologia microbiana em grande escala.(10)

6) Políticas da UE

A Comissão Europeia, como vimos, adoptou a «Estratégia da UE para os Solos para 2021» em 2030. (11) Além disso, os objetivos indicados nas estratégias «do prado ao prato» e «Biodiversidade 2030» já tinham sido rejeitados no relatório «Perspetivas agrícolas da UE para os mercados, o rendimento e o ambiente, 2020-2030» (Comissão Europeia, CCI, 2021 Ver notas 12,13).

O Parlamento Europeu além disso, está agora diluindo os projetos de regulamentação LNR (Lei de Restauração da Natureza) e SUR (Uso Sustentável e Redução de Agrotóxicos. Ver notas 14,15). As ambições relativamente a um projecto proposto de “Lei da Saúde do Solo” – que estava agendado para 2023 (16) – naufragaram, por sua vez, num projecto redutor de “Lei de Monitorização do Solo” (16,17).

7) Conclusões provisórias

O estudo em consideração destaca a importância de considerar a diversidade taxonómica e funcional das comunidades microbianas para compreender os impactos da intensificação do uso dos solos, das práticas agronómicas e dos fatores ambientais na biodiversidade do solo.

a abordagem baseada nas interacções entre factores ambientais, oferece novas perspectivas de monitorização, mas deve ser acompanhada de políticas adequadas à recuperação dos solos europeus, cujos actuais níveis de degradação expõem as populações a riscos não negligenciáveis ​​de segurança alimentar.

Gabriele Sapienza e Dario Dongo

Note

(1) Labouyrie, M., Ballabio, C., Romero, F. et al. Padrões na diversidade microbiana do solo em toda a Europa. Nat Commun 14, 3311 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37937-4

(2) Comissão Europeia, Centro Comum de Investigação, Johnson, N., Scheu, S., Ramirez, K. et al., Atlas global da biodiversidade do solo, Johnson, N., Scheu, S., Ramirez, K., Lemanceau, P., Eggleton, P., Jones, A., Moreira, F., Barrios, E., De Deyn, G., Briones, M., Kaneko, N., Kandeler, E., Wall, D., Six , J., Fierer, N., Jeffery, S., Lavelle, P., Putten, W., Singh, B., Miko, L., Hedlund, K., Orgiazzi, A., Chotte, J., Bardgett , R., Behan-Pelletier, V., Fraser, T., Montanarella, L., Serviço das Publicações, 2016, https://data.europa.eu/doi/10.2788/2613

(3) Donato Ferrucci, Dario Dongo. Nutrição dos solos e das culturas, o plano de ação integrado na UE. GIFT (Grande Comércio de Alimentos Italianos). 10.7.22

(4) Dario Dongo, Giulia Torre. Microrganismos e microalgas na agricultura, inovação sustentável. GIFT (Grande Comércio de Alimentos Italianos). 22.6.20

(5) Gabriele Sapienza. Biopreparações baseadas em microrganismos, regulação e benefícios. GIFT (Grande Comércio de Alimentos Italianos). 4.10.23

(6) Guido Cortese, Dario Dongo. Microbioma e glifosato, novos estudos. GIFT (Grande Comércio de Alimentos Italianos). 27.4.19

(7) Orgiazzi, A., Panagos, P., Fernandez Ugalde, O., Wojda, P., Labouyrie, M., Ballabio, C., Franco, A., Pistocchi, A., Montanarella, L. e Jones , A., LUCAS Soil Biodiversity e LUCAS Soil Pesticides, novas ferramentas para investigação e desenvolvimento de políticas, EUROPEAN JOURNAL OF SOIL SCIENCE, ISSN 1351-0754, 73 (5), 2022, p. e13299, JRC125332. https://doi.org/10.1111/ejss.13299

(8) LUCAS: Pesquisa do quadro de uso e cobertura da terra, https://esdac.jrc.ec.europa.eu/projects/lucas

(9) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Alimentos orgânicos e o sistema imunológico, evidências científicas. GIFT (Grande Comércio de Alimentos Italianos). 11.4.20

(10) Labouyrie, M., Ballabio, C., Romero, F. et al. Correção do Editor: Padrões na diversidade microbiana do solo em toda a Europa. Nat Commun 14, 4298 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-39596-x

(11) Dário Dongo. Proteção do solo, estratégia 2030. O ABC. GIFT (Grande Comércio de Alimentos Italianos). 6.12.21

(12) Dario Dongo, Giulia Torre. Especial - Estratégia de Biodiversidade da UE 2030, o plano anunciado em Bruxelas. GIFT (Grande Comércio de Alimentos Italianos). 31.5.20

(13) Dario Dongo, Giulia Orsi. Agricultura na UE-27, relatório de cenário 2020-2030. GIFT (Grande Comércio de Alimentos Italianos). 12.1.21

(14) Dário Dongo. Lei de Restauração da Natureza, redução de agrotóxicos. Eurodeputados ao serviço dos lobbies agroindustriais. GIFT (Grande Comércio de Alimentos Italianos). 17.10.23

(15) Dário Dongo. Redução de pesticidas na UE, à frente da zombaria. GIFT (Grande Comércio de Alimentos Italianos). 25.10.23

(16) Koeninger, J., Panagos, P., Jones, A., Briones, M. e Orgiazzi, A., Em defesa da biodiversidade do solo: Rumo a uma proteção inclusiva na União Europeia, CONSERVAÇÃO BIOLÓGICA, ISSN 0006-3207 , 268, 2022, pág. 109475, JRC125863. https://dx.doi.org/10.1016/j.biocon.2022.109475

(17) Proposta de Diretiva do Parlamento Europeu, do Parlamento Europeu e do Conselho relativa à monitorização e à resiliência do solo (Lei da monitorização do solo) https://tinyurl.com/4yua4tdf

Pesquisador Assistente Estagiário | Site | + postagens

Graduado em Agronomia, com experiência em agricultura sustentável e permacultura, monitoramento laboratorial e ecológico.

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Dario Dongo, advogado e jornalista, doutor em direito alimentar internacional, fundador da WIISE (FARE - GIFT - Food Times) e da Égalité.

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