Gli oligotrofi occupano ambienti dove i nutrienti disponibili offrono poco per sostenere la vita. Il termine “oligotrofo” è comunemente usato per descrivere ambienti terrestri e acquatici con concentrazioni molto basse di nitrati, ferro, fosfati e fonti di carbonio.
Gli oligotrofi hanno acquisito meccanismi di sopravvivenza che implicano l’espressione di geni durante i periodi di basse condizioni nutritive, il che ha permesso loro di trovare successo in vari ambienti. Nonostante la capacità di vivere in basse concentrazioni di nutrienti, gli oligotrofi possono trovare difficoltà a sopravvivere in ambienti ricchi di nutrienti.
AntarcticaEdit
Gli ambienti antartici offrono molto poco per sostenere la vita, poiché la maggior parte degli organismi non sono ben adattati a vivere in condizioni di limitazione dei nutrienti e a temperature basse (inferiori a 5 °C). Come tale, questi ambienti mostrano una grande abbondanza di psicrofili che sono ben adattati a vivere in un bioma antartico. La maggior parte degli oligotrofi vive in laghi dove l’acqua aiuta a sostenere i processi biochimici per la crescita e la sopravvivenza. Di seguito sono riportati alcuni esempi documentati di ambienti oligotrofici in Antartide:
Il lago Vostok, un lago d’acqua dolce che è stato isolato dal mondo sotto 4 km (2,5 mi) di ghiaccio antartico è spesso ritenuto un esempio primario di un ambiente oligotrofico. L’analisi dei campioni di ghiaccio ha mostrato microambienti ecologicamente separati. L’isolamento di microrganismi da ogni microambiente ha portato alla scoperta di una vasta gamma di microrganismi diversi presenti all’interno dello strato di ghiaccio. Sono state osservate anche tracce di funghi che suggeriscono un potenziale per interazioni simbiotiche uniche. L’estesa oligotrofia del lago ha portato alcuni a credere che parti del lago siano completamente sterili. Questo lago è uno strumento utile per la simulazione di studi riguardanti la vita extraterrestre su pianeti congelati e altri corpi celesti.
Crooked Lake è un lago glaciale ultra-oligotrofo con una sottile distribuzione di microrganismi eterotrofi e autotrofi. Il ciclo microbico gioca un ruolo importante nel ciclo dei nutrienti e dell’energia in questo lago, nonostante l’abbondanza batterica e la produttività particolarmente basse in questi ambienti. La poca diversità ecologica può essere attribuita alle basse temperature annuali del lago. Le specie scoperte in questo lago includono Ochromonas, Chlamydomonas, Scourfeldia, Cryptomonas, Akistrodesmus falcatus, e Daphniopsis studeri (un microcrostaceo). Si propone che la bassa selezione competitiva contro Daphniopsis studeri abbia permesso alla specie di sopravvivere abbastanza a lungo per riprodursi in ambienti con nutrienti limitanti.
AustraliaModifica
Le pianure di sabbia e i suoli lateritici dell’Australia occidentale meridionale, dove un cratone estremamente spesso ha precluso qualsiasi attività geologica dal Cambriano e non c’è stata glaciazione per rinnovare i suoli dal Carbonifero. Così, i suoli sono estremamente poveri di nutrienti e la maggior parte della vegetazione deve usare strategie come le radici a grappolo per ottenere anche le più piccole quantità di nutrienti come il fosforo e lo zolfo.
La vegetazione in queste regioni, tuttavia, è notevole per la sua biodiversità, che in alcuni luoghi è grande come quella di una foresta pluviale tropicale e produce alcuni dei fiori selvatici più spettacolari del mondo. Tuttavia, è gravemente minacciato dal cambiamento climatico che ha spostato la fascia delle piogge invernali verso sud, e anche dal disboscamento per l’agricoltura e dall’uso di fertilizzanti, che è principalmente guidato dal basso costo della terra che rende l’agricoltura economica anche con rendimenti una frazione di quelli in Europa o Nord America.
Sud AmericaModifica
Un esempio di suoli oligotrofici sono quelli su sabbie bianche, con pH del suolo inferiore a 5,0, sul bacino del Rio Negro nell’Amazzonia settentrionale che ospitano foreste e savane a bassissima biodiversità ed estremamente fragili, drenate da fiumi di acqua nera; il colore scuro delle acque è dovuto all’alta concentrazione di tannini, acidi umici e altri composti organici derivati dalla lentissima decomposizione della materia vegetale. Foreste simili si trovano nelle acque oligotrofiche del delta del fiume Patía sul lato pacifico delle Ande.
OceanEdit
Nell’oceano, i giri subtropicali a nord e a sud dell’equatore sono regioni in cui i nutrienti necessari alla crescita del fitoplancton (per esempio, nitrati, fosfati e acido silicico) sono fortemente impoveriti tutto l’anno. Queste aree sono descritte come oligotrofiche e mostrano una bassa clorofilla superficiale. Sono occasionalmente descritte come “deserti oceanici”.
Ambienti di suolo oligotroficiModifica
Gli ambienti di suolo oligotrofici includono suolo agricolo, suolo congelato, ecc. Vari fattori, come la decomposizione, la struttura del suolo, la fertilizzazione e la temperatura, possono influenzare la disponibilità di nutrienti negli ambienti del suolo.
Generalmente, il nutriente diventa meno disponibile lungo la profondità dell’ambiente del suolo, perché in superficie, i composti organici decomposti dai detriti vegetali e animali sono consumati rapidamente da altri microbi, con conseguente mancanza di nutrienti nel livello più profondo del suolo. Inoltre, i rifiuti metabolici prodotti dai microrganismi in superficie causano anche l’accumulo di sostanze chimiche tossiche nella zona più profonda. Inoltre, l’ossigeno e l’acqua sono importanti per alcune vie metaboliche, ma è difficile che l’acqua e l’ossigeno si diffondano all’aumentare della profondità. Alcuni fattori, come gli aggregati del suolo, i pori e gli enzimi extracellulari, possono aiutare l’acqua, l’ossigeno e altri nutrienti a diffondersi nel suolo. Inoltre, la presenza di minerali sotto il suolo fornisce le fonti alternative per le specie che vivono nel suolo oligotrofico. Per quanto riguarda i terreni agricoli, l’applicazione di fertilizzanti ha un impatto complicato sulla fonte di carbonio, aumentando o diminuendo il carbonio organico nel suolo.
Collimonas è una delle specie che sono capaci di vivere nel suolo oligotrofico. Una caratteristica comune degli ambienti in cui vive Collimonas è la presenza di funghi, perché Collimonas ha la capacità non solo di idrolizzare la chitina prodotta dai funghi per le sostanze nutritive, ma anche di produrre materiali (ad esempio, P. fluorescens 2-79) per proteggersi dalle infezioni fungine. Questa relazione reciproca è comune negli ambienti oligotrofici. Inoltre, Collimonas può anche ottenere fonti di elettroni dalle rocce e dai minerali attraverso gli agenti atmosferici.
In termini di aree polari, come la regione antartica e artica, l’ambiente del suolo è considerato oligotrofico perché il suolo è congelato con basse attività biologiche. Le specie più abbondanti nel suolo ghiacciato sono Actinobatteri, Proteobatteri, Acidobatteri e Cianobatteri, insieme a una piccola quantità di archei e funghi. Gli attinobatteri possono mantenere l’attività dei loro enzimi metabolici e continuare le loro reazioni biochimiche in una vasta gamma di basse temperature. Inoltre, il macchinario di riparazione del DNA negli Actinobatteri li protegge dalla mutazione letale del DNA a bassa temperatura.