Per cinque giorni, nel febbraio 2020, una nube di polvere sahariana ha attraversato l’Atlantico e raggiunto la foresta amazzonica. Durante il passaggio, la concentrazione di aerosol nell’aria è aumentata quasi otto volte e quella delle endotossine è triplicata. Le comunità batteriche rilevate sopra la foresta sono cambiate nettamente, mentre quelle fungine sono rimaste pressoché stabili.
La ricerca è stata condotta da Jens Weber e Bettina Weber dell’Università di Graz, in Austria, con il Max Planck Institute for Chemistry e istituzioni partner brasiliane. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Communications Earth & Environment.
I campioni sono stati raccolti presso l’Amazon Tall Tower Observatory (ATTO), una torre di ricerca alta 325 metri nella Riserva di sviluppo sostenibile di Uatumã, in Brasile, circondata da centinaia di chilometri di foresta primaria ininterrotta. I ricercatori hanno installato campionatori ad alto volume a 42 metri, dentro la chioma degli alberi, e a 323 metri, molto più in alto. Dal 10 febbraio al 2 marzo 2020 hanno raccolto filtri ogni giorno e ne hanno analizzato il materiale genetico per identificare batteri e funghi.
L’episodio di trasporto della polvere si è verificato dal 18 al 22 febbraio. Le traiettorie delle masse d’aria ricostruite a ritroso indicavano il Nord Africa come origine. Le regioni aride africane sono la principale fonte di polveri del pianeta: ogni anno immettono nell’atmosfera da 11 a 15 teragrammi di particelle minerali, circa metà del totale globale. I pennacchi raggiungono regolarmente l’Atlantico e l’Amazzonia, dove depositano fosforo e ferro. Finora, però, era meno chiaro quali microrganismi trasportassero e come modificassero l’aria sopra la foresta.
Durante l’intrusione, la concentrazione media di aerosol è passata da circa 2,7 microgrammi per metro cubo a oltre 21, con un picco di 45,78 microgrammi per metro cubo. Anche il contenuto di calcio delle particelle era compatibile con la presenza di polvere minerale sahariana.
In condizioni normali, i batteri rilevati a 42 metri riflettevano soprattutto le fonti locali della chioma, come corteccia, foglie e licheni. A 323 metri era più evidente il materiale trasportato da lontano. Con l’arrivo della polvere, invece, le comunità batteriche alle due altezze sono diventate più simili tra loro e hanno assunto un profilo associato ai suoli aridi, alle croste biologiche del suolo e agli ambienti marini.
A dominare sono stati i batteri sporigeni del phylum Bacillota, poco rappresentati prima dell’episodio. Tra i generi tipici dei suoli terrestri comparivano Clostridium, Brevibacillus e Tumebacillus; sono stati rilevati anche cianobatteri associati alle biocroste, come Schizothrix e Trichocoleus. La presenza di Synechococcus, un batterio marino trovato a circa 1.000 chilometri dalla costa più vicina, suggerisce che il pennacchio abbia raccolto microrganismi oceanici durante il viaggio sull’Atlantico.
I funghi, al contrario, sono cambiati poco. I Basidiomycota, che contribuiscono a decomporre il legno, hanno dominato prima, durante e dopo il passaggio della polvere. A 42 metri costituivano il 93,8% delle sequenze fungine. Secondo i ricercatori, l’abbondanza di spore locali potrebbe aver mascherato l’eventuale contributo dei funghi arrivati dall’Africa.
«I suoli delle regioni aride e dei deserti sono in gran parte colonizzati da comunità microbiche, note come croste biologiche del suolo», ha detto Bettina Weber. «Dal punto di vista genetico, i batteri corrispondono a organismi del Sahara: questo dimostra che vengono trasportati dal vento dalle biocroste africane, attraverso l’Atlantico, fino alla foresta pluviale brasiliana».
Un altro risultato riguarda le endotossine, lipopolisaccaridi presenti nella membrana esterna dei batteri Gram-negativi e rilasciati quando questi muoiono. Sono molecole stabili, resistenti al calore, che possono provocare infiammazioni negli esseri umani. A 323 metri la loro concentrazione è salita da 0,45 a 1,27 unità endotossiniche per metro cubo, con un picco di 2,10. I livelli erano strettamente correlati alla massa degli aerosol più grandi. I ricercatori attribuiscono il segnale sia a materiale microbico morto proveniente dai suoli aridi africani, sia a frammenti di pareti cellulari marine raccolti sull’oceano.
«Mi ha sorpreso la grande quantità di endotossine nell’aria», ha detto Jens Weber. Studi precedenti nei Caraibi hanno rilevato un aumento degli attacchi d’asma in concomitanza con l’arrivo della polvere sahariana. Non è ancora noto se esista una relazione simile in Amazzonia. Il fenomeno potrebbe interessare l’ecosistema forestale e la salute dei circa 3,9 milioni di abitanti dello Stato brasiliano di Amazonas, oltre che delle comunità rivierasche e costiere lungo il percorso del pennacchio.
Lo studio non permette di stabilire se i batteri rilevati fossero vivi: il sequenziamento degli ampliconi individua il materiale genetico anche quando proviene da organismi morti. Le endotossine possono comunque innescare una risposta immunitaria anche dopo la morte dei batteri. Resta da verificare se microrganismi integri riescano a sopravvivere a dieci giorni di radiazioni ultraviolette, disidratazione e sbalzi di temperatura sopra l’Atlantico. Il gruppo prevede ulteriori analisi con microscopia a fluorescenza e citometria a flusso per valutare direttamente la vitalità.
Durante l’episodio non è aumentata la presenza di patogeni obbligati. Sono invece cresciuti a 323 metri alcuni generi che possono includere specie opportuniste, come Staphylococcus e Clostridium. L’identificazione a livello di genere, tuttavia, non consente di sapere se fossero presenti specie capaci di causare malattie. I dati indicano quindi il trasporto di batteri del suolo e di detriti in grado di stimolare il sistema immunitario, ma non dimostrano l’arrivo di agenti infettivi. Per chiarire la questione serviranno anche i risultati delle analisi sulla vitalità.
Fonte: earth.com
