Escave uma colher de chá no seu tufo de solo mais próximo, e o que emergirá com ele conterá mais microorganismos do que as pessoas na Terra. Sabemos isto através de estudos de laboratório que analisam amostras de terra retiradas da natureza microbiana para determinar que formas de vida microscópica existem no mundo sob os nossos pés.
O problema é que tais estudos não nos podem realmente dizer como funciona este reino subterrâneo de fungos, flagelados e amebas no solo. Porque implicam a remoção do solo do seu ambiente, estes estudos destroem as delicadas estruturas de lama, água e ar em que residem os micróbios do solo. Isto levou o meu laboratório a desenvolver uma forma de espiar estes trabalhadores subterrâneos, que são indispensáveis no seu papel de agentes de reciclagem de matéria orgânica, sem perturbar os seus micro-habitats.
O nosso estudo revelou as cidades escuras e úmidas em que residem os micróbios do solo. Encontramos labirintos de pequenas auto-estradas, arranha-céus, pontes e rios que são navegados por microrganismos para encontrar alimentos, ou para evitar tornar-se a próxima refeição de alguém. Esta nova janela para o que se passa no subsolo poderia ajudar-nos a apreciar e preservar melhor os solos cada vez mais danificados da Terra.
Solo ciborgue
No nosso estudo, desenvolvemos um novo tipo de "solo ciborgue", que é meio natural e meio artificial. Consiste em lascas micro engenheiradas que ou enterramos na natureza, ou rodeadas de solo no laboratório durante tempo suficiente para que as cidades microbianas possam emergir dentro da lama. As lascas atuam literalmente como janelas para o subsolo. Uma mancha transparente no solo, de resto opaco, o chip é cortado para imitar as estruturas porosas do solo real, que são frequentemente estranhas e contra-intuitivas à escala que os micróbios as experimentam.
Diferentes leis físicas tornam-se dominantes à escala micro, em comparação com o que conhecemos no nosso mundo macro. A água agarra-se às superfícies, e as bactérias em repouso são empurradas pelo movimento das moléculas de água. As bolhas de ar formam barreiras intransponíveis para muitos microrganismos, devido à tensão superficial da água à sua volta. Depois de termos implantado os nossos chips no solo, pudemos observar como os micróbios se depositam nas suas comutações de decomposição, revelando as suas interações, as suas teias alimentares, e como diferentes micróbios engendram os seus micro-habitats circundantes, sempre em mudança.
Auto-estradas fúngicas
Quando escavámos as nossas primeiras lascas, fomos recebidos com toda a variedade de organismos unicelulares, nematódeos, pequenos artrópodes e espécies de bactérias que existem nos nossos solos. As hifas fúngicas, que enterram como raízes de plantas no subsolo, cresceram rapidamente nas profundezas dos nossos poros do solo ciborgue, criando uma ligação viva direta entre o solo real e as nossas lascas. Isto significava que só podíamos estudar um fenómeno conhecido de estudos de laboratório: as "auto-estradas fúngicas" ao longo das quais as bactérias "pedem boleia" para se dispersarem pelo solo.
As bactérias geralmente dispersam-se através da água, por isso, ao fazer alguns dos nossos chips cheios de ar, pudemos observar como as bactérias se contrabandeiam para novos poros, seguindo os braços de apalpação das hifas fúngicas. Inesperadamente, também encontrámos um elevado número de organismos protistas unicelulares -enigmáticos que não são animais, plantas ou fungos - nos espaços à volta das hifas. Claramente, eles também apanham boleia na auto-estrada fúngica - um fenómeno completamente inexplorado. Uma vez que investigámos várias centenas de caminhos possíveis dentro dos nossos chips de solo ciborgue, incluindo vários milhares de espaços de poros individuais, pudemos também quantificar que isto acontecia frequentemente. Isto mostra que as hifas devem ser um vector importante para a dispersão de uma grande variedade de microrganismos nadadores, dando-lhes uma vantagem importante na procura de alimentos em microcidades subterrâneas.
Engenharia subterrânea
No nosso estudo, também quisemos explorar como e por que meios as cidades microbianas são concebidas. Uma forma de o conseguirmos fazer foi observando como os minerais do solo encontraram o seu caminho para as nossas lascas, criando bolsas de espaço de solo real dentro das estruturas artificiais que tínhamos colocado no solo. Quando as nossas lascas começaram a secar, testemunhámos como a água é sugada através dos poros do solo: um tsunami de movimentos de água a que os microrganismos do solo são regularmente expostos como tamponadores de chuva e de brilho com os seus mundos minúsculos.
Os padrões resultantes nos minerais do solo assemelhavam-se a um sistema de leito de rio no nosso mundo macro. E não são apenas as forças físicas que moldam o habitat dos micróbios do solo. Com as suas fortes pontas híficas, os fungos agem frequentemente como "engenheiros de ecossistemas", abrindo passagens e bloqueando outras com as suas células. Eles são responsáveis por muitas das ruas, avenidas e pontes da metrópole microbiana. Mais surpreendentemente, descobrimos que outros organismos menos "fortes" também alteram a estrutura microscópica dos solos. Um ciliado, por exemplo, que possui pequenas extensões semelhantes a cabelo para a locomoção, também pode demolir o solo com a sua vigorosa forragem para a alimentação.
Solo, ciência e sociedade
O nosso estudo do solo ciborgue acaba por ajudar a ligar a ecologia de campo com estudos laboratoriais controlados. Combina as vantagens de estudar comunidades realistas e complexas de organismos do solo, ao mesmo tempo que controla e ajusta cuidadosamente fatores como o fornecimento de nutrientes ou a temperatura, para que possamos ver como os solos e os seus micróbios reagem às mudanças acima do solo. Mas há outro benefício. Acreditamos que a observação do mundo oculto dos solos e dos seus intrigantes habitantes poderia ajudar as pessoas a envolverem-se emocionalmente com este ecossistema vital.
Outros ecossistemas há muito que têm animais carismáticos para representar iniciativas de conservação. Os solos, por outro lado, ainda estão associados à sujidade e sujidade. No entanto, os solos suportam 95% da nossa produção alimentar. Armazenam mais do dobro da quantidade de carbono do que a biosfera e a atmosfera combinadas. Queremos mostrar que quando se escava a colher de chá na terra, está-se a escavar os alcances superiores de uma excitante metrópole secreta que contém um quarto das espécies da Terra.
Os organismos bonitos da sua colher não estão sujos: estão a fornecer silenciosamente serviços vitais do ecossistema que suportam toda a vida acima do solo. Estes habitantes da terra-cidade precisam urgentemente de melhor proteção.
