Un nou estudi internacional demostra la funció crucial que tenen uns microorganismes presents a les fulles dels arbres de retirar compostos nitrogenats de l’aire. L’estudi demostra que els arbres no només són excel·lents absorbint diòxid de carboni, sinó que tenen un paper sorprenent en la retenció i transformació d’altres contaminants com els compostos nitrogenats.  

L’equip científic, amb Rossella Guerrieri al capdavant, investigadora  Marie Sklodowska Curie al CREAF mentre es va dur a terme aquesta recerca, ha descobert la presència d’uns microbis nitrificants a les fulles dels arbres que interactuen amb compostos nitrogenats presents a l’atmosfera (amoníac i amoni, altament contaminants) i els transformen en nitrats. Aquest procés de transformació s’anomena nitrificació.    

La recerca s’ha realitzat en boscos europeus d’àrees lleugerament contaminades (als països escandinaus), moderadament (zona mediterrània) i altament contaminades (de l’Europa Central). Per trobar aquests microbis el grup de recerca ha utilitzat la innovadora tècnica Generation Sequence Analysis (NGS) que consisteix en la seqüenciació massiva d’ADN ambiental per detectar la presència de nous organismes. Aquestes anàlisis s’han dut a terme als laboratoris del IBB-Parc de Recerca UAB i al CEAB es van realitzar els anàlisis computacionals d'aquestes dades amb la participació d'en Joan Cáliz i Emilo O. Casamayor. Per avaluar les propietats nitrificants han analitzat mostres d’aigua de la pluja dins i fora del bosc i fins i tot han analitzat fulles dels arbres de diferents alçades, que han recol·lectat escaladors professionals a tots els països.    

“Investigacions anteriors ja demostraven que les copes dels arbres, gràcies a la cutícula de les fulles i la seva estructura morfològica (per exemple, la presència de pèls), feien una funció de filtre passiu. Però no estava convençuda que fos un mecanisme simple i passiu. Conscient de la gran biodiversitat que es troba als boscos, i en particular a les copes dels arbres, vaig començar a preguntar-me si, en canvi, aquest procés no depenia de la intervenció de microorganismes que viuen a les fulles".

ROSSELLA GUERRIERI, autora principal de l'article i professora de la Universitat de Bolonia.

La nitrificació, equilibri delicat  

El procés de nitrificació és una part clau del cicle del nitrogen que, fins ara, es pensava que només es donava sota terra. És un procés essencial perquè augmenta la disponibilitat de nitrats al sòl, una forma de nitrogen que els arbres necessiten per al seu creixement i són capaços d’absorbir. Així, quan l’aire està poc contaminat de compostos nitrogenats, gràcies a la nitrificació a les fulles, augmenta la concentració de nitrats al sòl, fertilitzant el terra i aportant més nutrients al bosc.

Ara bé, en les zones on l’aire està altament contaminat, especialment on arriba molt l’amoníac (per la dispersió aèria de fertilitzants provinents de l’agricultura o altres activitats humanes), l’activitat dels microbis de les fulles es dispara. Això fa que es produeixin nitrats en grans quantitats, que es filtren cap als aqüífers, comprometent la qualitat de les aigües subterrànies, o fins i tot es tornen a dispersar cap a l’atmosfera. Aquesta sobre-fertilització perjudica els boscos i la qualitat de les aigües subterrànies.    

Aquest descobriment, publicat a Nature GeoScience, revela la gran importància d’uns organismes ben petits. Sense ells, les copes dels arbres no serien capaces de transformar aquests contaminants atmosfèrics i tot el nitrogen es retornaria a l’atmosfera augmentant el balanç de gasos d’efecte hivernacle.    

Aquest estudi ha estat liderat per la professora associada R. Guerrieri des del Departament de Ciències i Tecnologies de la Universitat de Bolonia, amb col·laboració d’un equip internacional. Investigadors/es del CREAF com Maurizio Mencuccini, Stefania Mattana i Josep Peñuelas i del CEAB també han participat.  

Article de referència 

Guerrieri, R., Cáliz, J., Mattana, S. et al. Substantial contribution of tree canopy nitrifiers to nitrogen fluxes in European forests. Nat. Geosci. 17, 130–136 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-023-01364-3