Nel cuore segreto delle Galápagos
Von Arturo Zilli
Isole Galápagos: a 1.000 chilometri dalle coste continentali dell’Ecuador, sorge un paradiso ancora parzialmente intatto, protetto da un parco naturale e popolato di tartarughe giganti, iguane nere, leoni marini che incantano i visitatori sullo sfondo di paesaggi vulcanici. È qui che, nel 1835, Charles Darwin, sbarcato dal brigantino Beagle - sul quale si era imbarcato in una spedizione scientifica attorno al mondo che durò cinque anni - posò lo sguardo e gettò le basi della teoria dell’evoluzione. Ammaliato da fringuelli e otarie, Darwin non poteva sospettare che il vero motore della vita sulle isole si trovasse proprio sotto ai suoi piedi. Nel suolo brulicavano miliardi di forme di vita microscopiche che per milioni di anni hanno plasmato il suolo. Esattamente 190 anni dopo, con il progetto “Micro-Darwin”, un’équipe di ricerca della Libera Università di Bolzano studia il suolo delle isole per far emergere i misteri che vi sono sepolti.
Dentro le solfatare e le torbiere
«Alle Galápagos sono state effettuate innumerevoli ricerche sulle specie endemiche, sia di animali terrestri e marine sia specie vegetali, uniche al mondo. Non sappiamo però quasi nulla di quello che vive nel suolo», racconta Luigimaria Borruso ecologo del suolo e professore della Facoltà di Scienze Agrarie, Ambientali e Alimentari della Libera Università di Bolzano, che è ritornato per la seconda volta a svolgere ricerche nell’arcipelago nel Pacifico. Stiamo raggiungendo le Minas de Azufre, dove Borruso e la dottoranda Maria Landolfi, del suo gruppo di ricerca, effettueranno diversi campionamenti di suolo e materiale minerale. Il sito, come indica il nome spagnolo, designa una miniera di zolfo nella bocca del vulcano Sierra Negra, su Isabela, l’isola maggiore delle Galápagos. Il pickup del guardiano del parco si inerpica su strade fangose che bordeggiano il vulcano. Avanziamo tra banchi di Garúa, la nebbia umida e fredda portata dal vento dell’oceano, e ci lascia a circa due chilometri dalla solfatara. Dopo una camminata di tre quarti d’ora, arriviamo alle miniere di zolfo, sulle pendici interne del vulcano.
Il paesaggio è marziano e non è un modo di dire: le rocce presentano una patina scura – definita rock varnish, la vernice delle rocce –, dal marrone al nero, che ricopre lentamente le superfici delle rocce nelle zone aride e semi-aride, quasi come una pellicola naturale che protegge la pietra e che gli astronomi hanno rinvenuto anche sulla superficie di Marte. Tra le rocce scure, spuntano inaspettatamente ciuffi di piante, felci, che si fanno strada in un ambiente ostile, quasi a testimoniare la forza della natura anche dove sembra impossibile. Qua e là spuntano incrostazioni di zolfo di giallo intenso, l’odore acre del minerale esce dalle rocce bianche e riempie le narici. Sembrerebbe impossibile che vi si trovi una qualche forma di vita, almeno non visibile a occhio nudo. Borruso e Landolfi si mettono subito al lavoro. Estraggono le palette e i sacchetti di plastica numerati ed etichettati che servono per collezionare decine di campioni di suolo, incluso quello in prossimità delle felci. La ragione? Comprendere come le piante riescano ad adattarsi a questi ecosistemi così ostili e instaurare una relazione con i microorganismi potrebbe aprire le porte a possibilità inedite per l’agricoltura anche ad altre latitudini.
«Quello in cui ci troviamo è un luogo molto interessante per chi studia la chimica e biologia degli ambienti estremi. Su queste isole troviamo ambienti estremi che si conoscono ancora pochissimo, almeno per quanto riguarda la biodiversità del suolo», afferma il docente mentre in ginocchio riempie i sacchetti che poi saranno portati a Bolzano per essere analizzati in laboratorio. Ogni campione è geolocalizzato. Il tracciamento è fondamentale perché anche campioni presi a pochi centimetri di distanza mostrano caratteristiche molto diverse. «Quello in cui ci troviamo è un ambiente che proprio in virtù delle difficili condizioni di vita è più interessante di altri: le colonie di microrganismi che sopravvivono qui potrebbero aiutarci a capire come, potenzialmente, si potrebbero utilizzare anche in contesti agronomici, perché se resistono a queste condizioni, potrebbero aiutare le piante a crescere in suoli degradati», spiega il docente. I campioni di suolo raccolti saranno sottoposti ad analisi del DNA. Con l’aiuto di super-computer e software bioinformatici presenti nei laboratori del gruppo di ricerca, il DNA estratto viene letto utilizzando un processo chiamato sequenziamento. Ciò consente ai ricercatori di identificare quali specie di microorganismi vivono nel suolo e formulare ipotesi su come crescano e sopravvivano e soprattutto come interagiscano tra di loro e con le specie vegetali. Inoltre, i campioni vengono anche caratterizzati da un punto di vista chimico e mineralogico in modo da avere una reale comprensione del sistema. Un primo studio del gruppo di ricerca - Life on the edge: mineral incrustations colonized by fungal communities in the sulfur fumarole on Sierra Negra volcano (Galápagos Archipelago) - è già stato pubblicato e ha dimostrato che nei campioni provenienti della solfatara vivono comunità di funghi anche molto diverse le une dalle altre. “È sufficiente spostarsi di qualche metro per trovare una grande diversità chimica e minerale e ciò si traduce in una grande varietà di specie fungine”, chiarisce Landolfi.
L’analisi portata avanti dal gruppo di ricerca di chimica agraria, non si limita alle solfatare ma si estende anche ad altri ambienti caratteristici delle isole Galápagos, come ad esempio le torbiere nei dintorni di Cerro Crocker, il punto più alto sull’isola di Santa Cruz: ecosistemi unici che custodiscono materiale vegetale accumulato in migliaia di anni. Ci arriviamo a fatica, seguendo il tracciato segnato con il machete da una guida locale, ma quando scendiamo sul fondo del cratere dove si trova la torbiera, il paesaggio sembra uscito da una fiaba. La luce buca a fatica le fronde degli alberi. Alberi di tutte le forme e uccelli di specie diverse sono l’unica compagnia. Probabilmente siamo i primi esseri umani a esplorare questa parte del parco. In questo caso la raccolta di materiale organico per le successive analisi di laboratorio ha un obiettivo diverso. «La torba conserva carbonio e tracce di antichi climi. Analizzandola possiamo ricostruire come sono cambiati gli ecosistemi nel tempo e capire meglio l’impatto dei cambiamenti climatici», chiarisce Borruso.
La collaborazione con i partner locali
La natura delle isole è unica al mondo e il loro estremo isolamento ne costituisce anche buona parte del fascino che attira centinaia di migliaia di turisti ogni anno. L’accesso a ogni angolo delle Galápagos al di fuori dei centri abitati è impossibile senza l’attenta sorveglianza dei guardiani del parco. Grazie al supporto degli scienziati della Fondazione Charles Darwin, che ha sede a Puerto Ayora, sull’isola di Santa Cruz, i ricercatori di unibz possono raggiungere zone altrimenti interdette ai normali turisti e anche agli stessi abitanti delle isole. «Il suolo è alla base di tutti gli ecosistemi», sottolinea Heinke Jäger, ecologa della Charles Darwin Foundation, partner scientifico senza il quale il progetto Micro-Darwin non avrebbe potuto partire. «Senza un suolo sano non ci sono piante, e senza piante non ci sono animali. Eppure i suoli delle Galápagos sono stati molto meno studiati rispetto alla flora e alla fauna. È per questo motivo che la ricerca dei colleghi di Bolzano è fondamentale». La direttrice scientifica della Fondazione, María José Barragán, allarga la prospettiva della collega: «Le Galápagos affrontano sfide enormi: crescita della popolazione, specie invasive, cambiamenti climatici. Studiare il suolo ci aiuta a capire la resilienza degli ecosistemi e a progettare strategie di conservazione. La collaborazione con unibz è preziosa perché unisce la nostra esperienza locale con le competenze e le tecnologie dei partner europei».
Studiare la rizosfera per salvare i cactus
Parallelamente ai campionamenti portati avanti su Isabela, Tanja Mimmo, professoressa di Chimica del suolo, prorettrice alla ricerca e collega di Borruso, si concentra invece sulle radici di alcune specie di cactus che crescono solo alle Galápagos e che variano da isola a isola. Con lei raggiungiamo la spiaggia delle tartarughe, Playa de las Tortugas, a pochi chilometri da Puerto Ayora. Il paesaggio è dominato dalla specie endemica di cactus conosciuta come Opuntia echios, o opuntie giganti, classificata come vulnerabile. La loro importanza è dovuta anche ai servizi ecosistemici che svolgono: oltre a offrire ombra alle iguane terrestri e rifugio ai fringuelli che nidificano tra le spine, contribuiscono alla salute del suolo stabilizzandolo, trattenendo l’umidità e favorendo la germinazione di nuove specie. Nella foresta di Opuntie in riva al mare, sopra le rocce di lava vulcanica, Mimmo campiona la rizosfera, ovvero il suolo attorno alle radici. «Ci interessa esaminare la rizosfera delle opuntie, la zona di suolo attorno alle radici. In questo ambiente estremamente dinamico si svolgono processi chimici, biologici e fisici unici che aiutano la pianta ad adattarsi al suolo, a mobilizzare e acquisire i nutrienti nonché ad associarsi con i microrganismi. Scavando abbiamo notato che dispongono di apparati radicali molto diversi: le opuntie si adattano al tipo di suolo. Vogliamo comprendere l’interazione tra pianta e suolo per preservare l’Opuntia e, al tempo stesso, capire i meccanismi attraverso cui questa specie, pur essendo particolarmente vulnerabile, riesce ad adattarsi agli effetti del cambiamento climatico», commenta Mimmo.
Scienza e design insieme a tutela dell’identità ambientale delle isole
Micro-Darwin non è solo ricerca accademica che si muove tra provette e sequenziatori, e analisi chimiche ma un progetto che punta anche a costruire un ponte tra scienza e società. Mentre i ricercatori estraggono il DNA dai campioni di suoli e ne analizzano le caratteristiche chimico-fisiche, i designer e insegnanti traducono i dati in storie e strumenti didattici per sensibilizzare bambini e ragazzi sull’importanza dei microorganismi per la vita sulle Galápagos.
E il design gioca un ruolo fondamentale nel rendere visibile ciò che non lo è. Ne è convinta Secil Ugur Yavuz, docente della Facoltà di Design e Arti che, assieme a Veronica Martini e Manuela Dasser di Marameo Lab e ai due ricercatori Mimmo e Borruso, ha coordinato la creazione di un leporello, un libricino illustrato che spiega il progetto ai più giovani. Il leporello è lo strumento grazie al quale gli educatori ambientali della Fondazione Charles Darwin possono parlare di suolo e microorganismi nelle scuole elementari e medie delle isole. «Abbiamo raccontato la storia di Darwin e l’abbiamo aggiornata con le tecniche usate dagli scienziati al giorno d’oggi», spiega Yavuz, «Da un lato un racconto visivo, dall’altro un poster con gli esseri viventi delle Galápagos, da quelli giganti, come le tartarughe o gli squali, fino alle forme di vita microscopiche. È un modo per mostrare come tutto sia connesso: se sparisce un elemento, l’intero equilibrio rischia di crollare». Con questo strumento, gli educatori locali come Jocelyn Grijalva hanno coinvolto i ragazzi di Isabela e Santa Cruz in laboratori creativi, dove il microscopico diventa immaginabile grazie a illustrazioni, giochi e attività sensoriali come l’ascolto del movimento degli organismi nel terreno grazie a un sensore collegato a un microfono. «Se i giovani scoprono che anche sotto la terra c’è vita, imparano a rispettarla», spiega l’educatrice. Che il leporello funzioni è testimoniato dall’attenzione dei ragazzi e delle ragazze che partecipano ai workshop. Il racconto che Secil e Jocelyn fanno di una storia della scienza che comincia con Darwin e arriva fino ai nostri giorni, ai campionamenti dell’equipe di ricerca di unibz, li avvince.
I giovani delle isole sono consapevoli che Darwin, osservando i fringuelli, cambiò la nostra visione della natura. Ora sanno che oggi altri ricercatori stanno avviando una nuova rivoluzione – questa volta nascosta nel suolo. «Ogni campione racconta una storia», conclude Borruso. «E noi per adesso diciamo che abbiamo scritto solo l’incipit».