Luigi Paolo D’Acqui e Stefano Ventura, ricercatori dell’Istituto di ricerca sugli ecosistemi terrestri del Consiglio nazionale delle ricerche di Firenze (Cnr-Iret) e affiliati allo Spoke 3 di NBFC National Biodiversity Future Center - il Centro italiano sulla biodiversità - hanno partecipato allo studio “Airborne DNA reveals predictable spatial and seasonal dynamics of fungi” pubblicato su Nature da un folto team internazionale di scienziati guidato da internazionale guidato da Nerea Abrego e Brendan Furneaux dell'università finlandese di Jyväskylä, che sta mappando i funghi del mondo a partire da campioni di aria di diverse aree del pianeta.
AL Cnr-Iret spiegano che «Il team ha adottato un approccio completamente innovativo per indagare la biodiversità: mappare l’aria che ci circonda, impalpabile eppure davanti ai nostri occhi: un vero “tesoro” per la ricerca sulla natura, poiché è ricca di DNA di piante, funghi, batteri, insetti, mammiferi e altri organismi».
Abrego conferma: «L'aria è un vero tesoro per la ricerca sulla natura. E’ piena di DNA di piante, funghi, batteri, insetti, mammiferi e altri organismi».
Lo studio ha riguardato il campionamento dell'aria in 47 luoghi all'aperto in tutto il mondo, comprese località nella regione climatica tropicale e subtropicale dalle Hawaii al Sudafrica al Giappone, nella regione temperata da tutta l’Europa all’Australia e nella regione polare dall’Alaska alla Groenlandia alle Svalbard alla Siberia: per identificare i funghi in essi presenti è stata utilizzata la tecnica del sequenziamento del DNA presente nelle spore fungine trasportate dall’aria.
La ricerca ha prodotto conoscenze rivoluzionarie sui fattori climatici ed evolutivi che influenzano la comparsa e la variazione stagionale di funghi sia precedentemente noti che sconosciuti ed Abrego ricorda che «Questa conoscenza è essenziale non solo per capire dove e quando prosperano diverse specie fungine, ma anche per prevedere il loro destino nel contesto dell'attuale cambiamento globale».
In particolare, il contributo di D’Acqui e Ventura ha riguardato l'area dell’arcipelago delle Svalbard, dove i funghi sono una componente fondamentale dell'ecosistema terrestre e la cui biodiversità ricopre un ruolo primario nel mantenerne l'equilibrio.
D’Acqua evidenzia che «Grazie al supporto offerto dalla base Dirigibile Italia del Cnr, che si trova nella località di Ny-Ålesund nelle isole Svalbard, abbiamo potuto estendere i campionamenti alle regioni più settentrionali del pianeta, ancora poco indagate da questo punto di vista. Si conosce ancora solo una piccola frazione della diversità della natura e della ricchezza di specie, soprattutto quando si tratta di funghi, che contano milioni di specie ancora sconosciute».
La ricerca ha prodotto nuove conoscenze sui fattori climatici ed evolutivi che influenzano la presenza e la variazione stagionale di funghi già noti, ma ha anche consentito di acquisire informazioni su nuove specie di funghi che si diffondono attraverso l’aria.
Ventura sottolinea che «questa tecnica di campionamento ci ha permesso di arricchire l’attività di biomonitoraggio, anche nell’ottica di prevedere l’evoluzione della biodiversità nei prossimi anni: oggi è stata applicata ai funghi, ma potenzialmente si presta ad applicazioni ad altri gruppi di microrganismi, come batteri o cianobatteri, aprendo prospettive entusiasmanti per comprendere la loro distribuzione globale e prevedere quantitativamente le loro dinamiche di diversità, così come le possibili perdite di diversità».
Cnr-Iret e NBFC spiegano ancora che «Lo studio ha incluso il campionamento di tutte le numerose forme fungine, includendo licheni, muffe e lieviti. Una conoscenza dettagliata della distribuzione di funghi, e in futuro anche di altri organismi in grado di indicare la crescente perdita di biodiversità e l'indebolimento dei processi naturali dell'ecosistema, fornirà preziose informazioni, utili anche per prendere decisioni di salvaguardia degli ecosistemi. Con riferimento ai funghi, in particolare, un argomento da esplorare ulteriormente sarà un esame mirato delle sequenze di DNA di funghi importanti per l’uomo, l’agricoltura, le foreste e gli animali, comprese le specie patogene, nel tentativo di comprendere meglio la loro distribuzione, l’abbondanza relativa e l’impatto. Questo, insieme allo sviluppo di nuovi modelli statistici, metodi bioinformatici e di intelligenza artificiale consentirà di fare previsioni sempre più accurate sulla biodiversità e i cambiamenti globali in corso».
L’autore senior dello studio, Otso Ovaskainen dell'università di Jyväskylä è convinto che queste nuove tecniche di campionamento della biodiversità rivoluzioneranno il biomonitoraggio e le previsioni sulla biodiversità nei prossimi anni. Utilizzando il DNA, nonché immagini e audio, Ovaskainen sta guidando un progetto di follow-up che studia funghi, insetti, mammiferi, uccelli, pipistrelli e rane in centinaia di località in tutto il mondo.
Ovaskainen fa notare che «Ci sono più di milioni di specie di insetti nei campioni già raccolti, che sono molte più specie di quelle descritte finora dalla scienza. L'enorme dimensione del dataset rende l'analisi impegnativa. Abbiamo più di cento anni di suoni, milioni di immagini di fototrappole e miliardi di sequenze di DNA».
Abrego sta guidando un progetto in cui il campionamento dell'aria e altri nuovi metodi di ricerca vengono sperimentati come parte del regolare inventario forestale nazionale finlandese coordinato dal Natural Resources Institute Finland. L'obiettivo di questo progetto, finanziato dal Ministero dell'ambiente finlandese, è quello di produrre informazioni complete sulla diversità naturale, in particolare su funghi e insetti precedentemente poco noti, che possono quindi essere utilizzati nei processi decisionali.
