Studio degli ecosistemi: suolo

I microrganismi giocano un ruolo essenziale nel mantenere la fertilità dei suoli

contribuiscono al ciclo dei nutrienti influenzandone la loro disponibilità; contribuiscono alla struttura dei suoli; supportano la crescita delle piante; degradano i composti organici inquinanti; alcuni microrganismi arrivano nel suolo con il seme altri, la maggioranza, si trovano nel suolo dove le piante crescono alcuni microrganismi del suolo causano malattie altri sono antagonisti dei patogeni; la rizosfera è una regione dove i microrganismi sono particolarmente attivi e dove certi gruppi microbici sono molto più attivi rispetto al suolo libero; Nessun gruppo microbico è attivo in tutte le circostanze così che popolazioni differenti sono necessarie per mantenere importanti processi del suolo.

Ancora non sono ben chiare le relazioni esistenti tra dimensioni, diversità, e attività delle popolazioni microbiche del suolo e qualità dei suoli.   Inoltre non sono neppure chiare come queste caratteristiche fluttuano in seguito a cambiamenti stagionali,ciclo vegetativo delle piante, e la scala (temporale e spaziale) con la quale queste fluttuazioni avvengono Per questi motivi è molto difficile prevedere come modificazioni nelle pratiche agricole e nell’uso dei suoli, cambiamenti climatici, introduzione di nuove piante (comprese quelle geneticamente modificate) uso di inoculanti microbici, inquinamento dei suoli, possano influenzare la qualità dei suoli.

Two organic farming systems (biodynamic, BIODYN; bioorganic, BIOORG) and two conventional systems (using mineral fertilizer plus farmyard manure: CONFYM; using mineral fertilizer exclusively: CONMIN) Science  296:1694-1697 

Sviluppo di una comunità microbica Ecosistema Comunità Popolazioni Individuo

Una comunità microbica è composta dalla totalità delle popolazioni che vivono ed interagiscono in un determinato ambiente All’interno di popolazioni i microrganismi utilizzano le stesse risorse L’insieme delle comunità e dell’ambiente che le circonda costituiscono l’ecosistema

Sviluppo di una comunità diversità bassa alta tempo Specie pioniere degli stadi precoci della successione Stadio intermedio Specie climax

Sviluppo di una comunità microbica

La comunità microbica è costituita da microrganismi che crescono attivamente e microrganismi che si trovano in uno stato di quiescenza Varie popolazioni costituiscono la comunità microbica del suolo. Alcune specie sono rappresentate da pochi individui mentre altre dominano la comunità La densità di una popolazione dipende dalla sua abilità a competere con altri microrganismi Almeno le minime richieste fisiche, chimiche e biologiche delle singole specie devono essere soddisfatte affinché possa iniziare la crescita Le proprietà chimiche, fisiche e biologiche del suolo possono variare. Variando alterano anche l’attività e la natura della comunità microbica sono modificate

Le correnti teorie ecologiche enfatizzano le perturbazioni e la eterogeneità ambientale come importanti fattori per la coesistenza di popolazioni competitive. Tuttavia disturbi di una certa entità distruggono l’equilibrio di una comunità Le comunità stabili sono normalmente caratterizzate da alta diversità anche se naturalmente molto si deve comprendere del rapporto esistente fra diversità e stabilità

Impatto della diversità Diversità = grande quantità di funzioni Diversità = ridondanza funzionale Diversità = stabilità????

Microrganismi autoctoni e zimogeni Zimogena o a selezione r Aggiunta substrato Popolazione microbica Autoctona o a selezione K tempo

Strategia r o K r-strategisti – alto tasso di riproduzione Si ritrovano negli stadi precoci della degradazione della sostanza organica dei suoli quando composti facilmente degradabili sono disponibili, sono definiti anche opportunisti, si ritrovano in ambienti instabili. Il loro numero è soggetto a fluttuazioni. Alcuni possono formare spore. K-strategisti – ottimizzano l’utilizzazione e la conservazione delle risorse si ritrovano in ambienti poveri di risorse, altamente adattati allo sfruttamento delle risorse e all’utilizzo di composti complessi. Es. gli attinomiceti del suolo che crescono lentamente. Microrganismi dei laghi oligotrofici