Valutazione della diversità microbica del suolo di tre spiagge dell’altopiano di Devon (Devon Island, Nunavut, Canada)

La regione artica si contraddistingue per temperature rigide, un ecosistema unico e un microbiota del suolo peculiare. Quest’ultimo svolge un ruolo cruciale nel ciclo dei nutrienti, nella decomposizione della materia organica, nelle emissioni di gas serra e nel funzionamento generale dell'ecosistema. È fondamentale comprendere in modo completo i processi ecologici in questo ambiente in rapida evoluzione e minacciato dai cambiamenti climatici, aumentando le conoscenze sulle caratteristiche e le dinamiche del microbiota dei suoli artici. In questo studio, abbiamo confrontato i profili microbici di tre spiagge soggette ad incendi naturali, situate sull'isola di Devon (Nunavut, CA), al fine di esplorarne le somiglianze e le differenze. I campioni sono stati prelevati verticalmente dal solum al permafrost, da ciascuna spiaggia (AB1, AB2, AB3). Successivamente, il DNA microbico del suolo è stato isolato e sottoposto a sequenziamento del gene 16S rRNA. La quantificazione del DNA totale ha rivelato quantità comparabili di materiale genetico nelle tre spiagge (AB1 μ=2.99±2.39 μg∙g-1, AB2 μ=3.25±3.21 μg∙g-1, AB3 μ=2.57±1.78 μg∙g-1), indipendentemente dall'età dell'area investigata (AB1=6728 YBP, AB2=2362 YBP, AB3=8412 YBP). Il suolo superficiale ha mostrato un contenuto di DNA significativamente maggiore (p<0.01) (μ=4.83±2.04 μg∙g-1) rispetto agli strati profondi (μ=0.03±0.01 μg∙g-1) e al permafrost (μ=0.03±0.01 μg∙g-1). Riguardo alla ricchezza tassonomica, è interessante notare che la spiaggia AB1, temporalmente più vicina alla spiaggia AB3, mostra un numero significativamente maggiore (p<0.01) di taxa rispetto ad AB3. Tuttavia, la spiaggia AB1 non mostra una differenza significativa nella ricchezza in taxa rispetto alla spiaggia AB2. Nonostante la mancanza di differenze sostanziali a livello di diversità alpha, le nostre osservazioni indicano che la profondità rappresenta uno dei fattori chiave responsabili del clustering delle comunità microbiche, come evidenziato dalla significatività di PERMANOVA (p<0.01) ed ANOSIM (R=0.5061, p<0.01). Infine, l'analisi del core microbiome rivela che gli Actinobacteriota, i Proteobacteria e i Firmicutes sono i tre phyla predominanti, con abbondanze relative rispettivamente del 38%, 21% e 17%. In conclusione, (i) il DNA totale del suolo è una molecola relativamente stabile che può essere rilevata ed analizzata anche dopo un lungo periodo di tempo, (ii) un evento sconosciuto, verificatosi tra la formazione delle spiagge AB3 e AB1, ha portato ad un significativo aumento della ricchezza in taxa in AB1, (iii) la profondità del suolo esercita un'importante influenza sulla composizione ed il clustering delle comunità microbiche e (iv) l'analisi del core microbiome conferma che gli incendi, anche in un ambiente crioturbato, sembrano favorire la predominanza di Actinobacteriota, Proteobacteria e Firmicutes.