Il Mistero dei Cerchi delle Fate e dei Nematodi
Esplorando il rapporto tra cerchi delle fate e nematodi del suolo nelle regioni aride.
Amy M. Treonis, L. Andrew Bell, Eugene Marais, Gillian Maggs-Kölling
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Indice
- La Geografia dei Cerchi delle Fate
- Il Curioso Caso della Formazione dei Cerchi
- I Piccoli Aiutanti del Suolo
- Obiettivi e Metodi della Ricerca
- Uno Sguardo Più Attento alle Proprietà del Suolo
- Abbondanza e Diversità dei Nematodi
- La Struttura della Comunità di Nematodi
- Il Ruolo delle Condizioni Ambientali
- Comprendere le Interazioni dei Nematodi
- Conclusioni e Direzioni Future
- Fonte originale
- Link di riferimento
I Cerchi delle Fate sono modelli particolari di vegetazione che si trovano nelle praterie aride, soprattutto in Namibia, ma anche in Australia e in altre parti del mondo. Questi cerchi dall'aspetto magico sono stati oggetto di fascino e dibattito scientifico per molti anni. Sono costituiti da macchie circolari di terreno nudo che variano in dimensioni da circa 2 a 12 metri di diametro. Attorno a queste macchie di terra nuda di solito c'è un anello di erba che tende a crescere persino meglio dell'erba nell'area tra i cerchi. È come se l'erba stesse facendo una festa attorno alle macchie ma avesse dimenticato di invitare il centro.
La Geografia dei Cerchi delle Fate
Nel Sudafrica, i cerchi delle fate si formano in terreni sabbiosi che ricevono molto poca pioggia, circa 50-150 mm all’anno. Questi cerchi si trovano in una regione che va dall’Angola al Sudafrica, segnando il confine tra il secco Deserto del Namib e la lussureggiante savana di cespugli a est. Le erbe che prosperano attorno ai cerchi delle fate sono generalmente piante durevoli, spesso appartenenti a un gruppo chiamato Stipagrostis. Queste erbe sono un bel pranzo per la fauna selvatica, comprese le zebre e gli springbok, che sembrano apprezzare questa sistemazione per mangiare.
Il Curioso Caso della Formazione dei Cerchi
Nonostante molte ricerche, il motivo esatto per cui si formano i cerchi delle fate rimane un mistero. Ci sono diverse teorie. Alcuni scienziati hanno considerato la possibilità di elementi radioattivi, fughe di gas tossici e perfino sostanze chimiche rilasciate da piante vicine. Tuttavia, le spiegazioni principali coinvolgono le piante stesse e le attività di piccoli insetti.
Un'idea suggerisce che le erbe si organizzino naturalmente in forme ad anello a causa della competizione per acqua e nutrienti sotto terra. L'altra ipotesi punta a creature come formiche e termiti, che potrebbero scavare e cercare cibo, creando le macchie di terreno nudo. È come una faida di quartiere in cui alcune piante si contendono l’acqua mentre altre cercano di costruire una bella casa.
I Piccoli Aiutanti del Suolo
Mentre molta attenzione è stata rivolta alle erbe e ai cerchi, c'è un attore vitale ma spesso trascurato in questo ecosistema: i Nematodi. Questi piccoli vermi rotondi possono essere piccoli, ma giocano un ruolo importante nel suolo. Aiutano a scomporre il materiale organico e a riciclare i nutrienti di cui le piante hanno bisogno. Proprio come una strada di una città occupata, il suolo è un centro di attività, e i nematodi sono tra i residenti più piccoli, contribuendo alla salute complessiva del loro ambiente.
Queste creature microscopiche reagiscono fortemente ai cambiamenti nei modelli di vegetazione. Questo le rende buoni indicatori di come cambiano le condizioni dentro e intorno ai cerchi delle fate. La ricerca mostra che i cerchi delle fate influenzano varie proprietà del suolo come Materia Organica, umidità e Livelli di PH. Possono anche influenzare le comunità microbiche che prosperano lì. È come un caffè affollato in cui il menu può cambiare in base a chi si siede al tavolo.
Obiettivi e Metodi della Ricerca
Gli scienziati si sono messi all'opera per decifrare la relazione tra i cerchi delle fate e la diversità e abbondanza di nematodi nel suolo. Pensano che il numero di nematodi cambierà a seconda di dove si trovano: se nel centro di un cerchio, nell'anello erboso o nell'area circostante. Credono anche che i tipi di nematodi nell'anello erboso e nell'area circostante saranno più simili tra loro di quanto non siano con quelli nel centro.
Per esplorare questo, i ricercatori hanno esaminato diversi siti di cerchi delle fate in Namibia, analizzando il suolo nel centro, nell'anello e nelle aree intermedie. Hanno analizzato il suolo per varie proprietà ed estratto nematodi per vedere quali comunità esistono lì.
Uno Sguardo Più Attento alle Proprietà del Suolo
Il suolo nei cerchi delle fate è spesso molto secco e povero di materia organica. I ricercatori hanno trovato che il suolo dell'anello e dell'area circostante aveva generalmente più materia organica rispetto al suolo al centro. La conducibilità elettrica, che indica la salinità, era anche più alta nell'anello erboso rispetto al centro nudo. Tuttavia, l’umidità e i livelli di pH non cambiavano molto tra le diverse posizioni del suolo.
Si scopre che l'anello e le aree circostanti sono come il pollice verde del cerchio delle fate, nutrendo più nematodi e supportando meglio la vita rispetto al centro desolato. I centri dei cerchi sono come un buffet all-you-can-eat poco invitante dove nessuno si presenta.
Abbondanza e Diversità dei Nematodi
Cercando nematodi, i ricercatori hanno trovato una vasta gamma. In alcuni casi, hanno identificato da zero a oltre 300 nematodi per ogni 100 grammi di suolo. Al centro dei cerchi c'erano significativamente meno nematodi rispetto all'anello o alle aree circostanti. L’abbondanza di queste piccole creature si è rivelata influenzata positivamente dalla materia organica, ma negativamente dai livelli di pH. In termini più semplici, i suoli più sani contengono più nematodi, mentre i suoli più acidi non sono molto accoglienti.
È interessante notare che, mentre la presenza di piante e materia organica gioca un grande ruolo nel sostenere la vita dei nematodi, i ricercatori non hanno trovato una vasta gamma di specie di nematodi nel centro dei cerchi. Era come se il centro fosse un pianeta solitario nel deserto. Una pura solitudine di nematodi.
La Struttura della Comunità di Nematodi
I ricercatori hanno identificato diverse specie di nematodi nei vari siti. Alcune specie erano comuni, mentre altre erano piuttosto rare. La diversità dei nematodi era notevolmente più alta nel suolo dell'anello e delle aree circostanti rispetto ai centri desolati. Le comunità di nematodi erano per lo più composte da quelli che si nutrono di batteri, che tendono a prosperare dove c'è più materiale organico.
La struttura della comunità dipendeva anche da dove veniva prelevato il campione. La maggior parte dei tipi di nematodi si raggruppava quando si trovava nei suoli dell'anello e delle aree circostanti, ma spesso era piuttosto diversa nel centro. I suoli del centro sembrano essere un luogo solitario per i nematodi, rendendo più difficile per loro formare comunità.
Il Ruolo delle Condizioni Ambientali
L'ambiente ha un impatto significativo sulla salute e diversità dei nematodi. Proprietà del suolo come conducibilità e pH erano fattori chiave nell spiegare le differenze nelle comunità di nematodi. Sorprendentemente, mentre i livelli di umidità bassi possono far andare i nematodi in uno stato simile all'ibernazione, durante la stagione secca, non sembrava che danneggiasse il loro numero autantos che la mancanza di vegetazione.
Anche la temperatura può influenzare le popolazioni di nematodi. In estate, la temperatura nei suoli del centro può raggiungere picchi da forno, ma questi piccoli vermi hanno qualche trucco nella manica. Possono gestire il calore sorprendentemente bene quando sono in uno stato dormiente. Tuttavia, le condizioni nel centro del cerchio sembrano comunque ostili rispetto ai loro vicini erbosi.
Comprendere le Interazioni dei Nematodi
I ricercatori hanno utilizzato un'analisi di rete di co-occorrenza per vedere come le specie di nematodi interagiscono tra loro. I loro risultati suggerivano che esiste una comunità centrale di nematodi nei suoli dei cerchi delle fate. Alcune specie tendono a trovarsi insieme più frequentemente di quanto non accada per caso. Sembra che queste piccole creature abbiano sviluppato delle amicizie, o almeno, alcune sistemazioni ecologiche.
Nei suoli dell'anello, i ricercatori hanno trovato gruppi specifici di nematodi che tendono a comparire insieme. Questo potrebbe essere dovuto all'attività fungina ricca in queste aree, che supporta quelle specie. Al contrario, i suoli del centro rivelavano poca o nessuna correlazione tra nematodi che si nutrono di batteri, forse perché quei nematodi sono sparsi e soli, dato che il centro del cerchio appare quasi inospitale.
Conclusioni e Direzioni Future
Lo studio dei cerchi delle fate e dei loro abitanti offre uno sguardo affascinante sulle complesse interazioni all'interno di un ecosistema. Anche se i cerchi delle fate possono sembrare creazioni stravaganti della natura, la scienza dietro di loro è tutt'altro che semplice. I loro modelli vegetativi unici hanno conseguenze fino agli organismi viventi più piccoli nel suolo.
Le comunità di nematodi nel suolo sono chiaramente influenzate dalla vegetazione attorno ai cerchi delle fate, principalmente a causa dell'impatto delle piante sulle proprietà del suolo. Tuttavia, il centro dei cerchi è nettamente diverso, apparendo quasi sterile e poco invitante. Le ricerche future potrebbero fare ulteriori luce sul mondo nascosto dei nematodi, comprese le quantità di suolo sotto la superficie e le interazioni con insetti come formiche e termiti.
Alla fine, i cerchi delle fate dimostrano gli effetti variabili della vegetazione sulla vita del suolo, ricordandoci che anche le piccole creature possono avere grandi ruoli nei loro ambienti. Anche se modesti, questi cerchi raccontano una storia di resilienza e adattamento, così come delle connessioni invisibili che uniscono la natura, rivelando le meraviglie del mondo naturale un piccolo nematode alla volta.
Titolo: Namibian fairy circles: Hostile territory for soil nematodes
Estratto: Fairy circles are rings of grass with centers of bare soil that are found in some arid grasslands. Above- and belowground chemical and biological attributes of fairy circles have been explored in an ongoing debate about the ultimate causes of this pattern. We studied the soil nematode communities associated with Stipagrostis fairy circles along a 900-km range in the Namib Desert of Namibia in southern Africa. Nematode abundance and diversity were highest in soils along the vegetation rings that define fairy circles and in soils in the vegetated matrix surrounding the bare circles, demonstrating the positive impact of plant-derived resources on nematode communities. In contrast, soils from the bare centers of fairy circles had lower organic matter content and were nearly defaunated, averaging only 9.9 {+/-} 1.7 nematodes 100 g-1 soil. Bacterial-feeding Acrobeloides nematodes were the only taxa over-represented in center soils in comparison to ring soils. Our results indicate that nematode communities are influenced by the unique soil environments that the fairy circle vegetation pattern generates and suggest that the soils at the centers of fairy circles are uniquely hostile habitat for soil organisms as well as plants. Co-occurrence network analysis of nematode communities elucidated relationships among the taxa. For example, the abundances of dorylaims and Nothacrobeles were positively correlated across all soil positions, suggesting they have overlapping ecological niches. In ring soils, the abundances of fungal-feeding Aphelenchoides, Ditylenchus, and Hexatylus were positively correlated, likely due to enhanced fungal communities in these plant-influenced soils. Panagrobelus demonstrated niche specialization by being negatively correlated to two other bacterial-feeding taxa (Elaphonema in matrix soils and Acrobeloides in ring soils). The co-occurrence patterns revealed by these relatively low diversity communities provide insights into the potential roles of nematode interactions as well as environmental factors in community assembly.
Autori: Amy M. Treonis, L. Andrew Bell, Eugene Marais, Gillian Maggs-Kölling
Ultimo aggiornamento: Dec 10, 2024
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.04.626864
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.04.626864.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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