Το μικροβίωμα του χώματος. Μια κοινωνία στην αυλή μας!

Το ήξερες; Το παιχνίδι με το χώμα σε νεαρή ηλικία βοηθά στην ενδυνάμωση του ανοσοποιητικού συστήματος και στην προστασία από την ανάπτυξη αλλεργιών ή άσθματος στα επόμενα χρόνια!

Ζούμε σε ένα μικροβιακό πλανήτη

Οι μικροοργανισμοί μεγαλώνουν και αναπαράγονται μέσα και επάνω στο σώμα μας, στο χώμα, στις πέτρες, στις ρίζες των φυτών και στα φύλλα τους, στους υγροτόπους, στους ωκεανούς, στα γλυκά ύδατα ακόμη και στο διάστημα! Ζούμε στον κόσμο τους και δουλεύουν για το δικό μας κόσμο. Οι μικροοργανισμοί αποσυνθέτουν και ανακυκλώνουν τη νεκρή ύλη, μας κρατούν υγιείς, μας προσφέρουν το οξυγόνο που αναπνέουμε, δεσμεύουν το απαραίτητο άζωτο, ελέγχουν τη ρύπανση, αποτελούν πηγές ανανεώσιμων καυσίμων, ταΐζουν τον κόσμο και άλλα τόσα που μπορώ να γράφω για ώρες.

Το χώμα είναι γεμάτο μικροβιακή ζωή. Αν γεμίσεις τη χούφτα σου με χώμα θα περιέχονται στο χέρι σου πάνω από 100 εκατομμύρια βακτήρια, 100 χιλιάδες πρωτόζωα και ένα δίκτυο μυκητιακών νημάτων, τα οποία μπορούν να φτάσουν τα 50 χιλιόμετρα. Αυτή η εντυπωσιακή μικροβιακή ποικιλότητα εμφανίζει τεράστια λειτουργική δυναμική και αποτελεί πλούσια πηγή χημικών και φαρμακευτικών ουσιών.

Το ήξερες; Η πενικιλίνη, η τετρακυκλίνη και η στρεπτομυκίνη είναι μόνο λίγα από τα εκατοντάδες αντιβιοτικά, τα οποία έχουν απομονωθεί από μικροοργανισμούς στο χώμα.

Χώμα και Μικροβιώμα

Ο όρος μικροβιώμα αναφέρεται στις μικροβιακές κοινότητες, οι οποίες επιβιώνουν σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον. Ο κήπος ή το χωράφι σου, λοιπόν, έχουν το δικό τους μικροβίωμα, ιδιαίτερο στη δομή και σύνθεση, το οποίο επηρεάζει άμεσα την παραγωγικότητα τους. Η έρευνα σε αυτόν τον τομέα έχει αναγκάσει τους επιστήμονες τα τελευταία χρόνια να «λερώσουν» τα χέρια τους και να αναλύσουν χιλιάδες δείγματα χώματος με καινοτόμες και σύγχρονες μοριακές τεχνικές. Μία ιστορία όχι πάντα εύκολη καθώς το χώμα, λόγω της ποικιλομορφίας στη σύστασή του, περιέχει πλήθος ουσιών, οι οποίες μπορούν να επηρεάσουν αυτές τις ευαίσθητες τεχνικές. Τα αποτελέσματα των μελετών διαφωτίζουν το σπουδαίο ρόλο των μικροοργανισμών του χώματος στο οικοσύστημα, καθώς συμμετέχουν σε ποικίλες λειτουργίες, όπως η ανακύκλωση απαραίτητων χημικών στοιχείων (για παράδειγμα το άζωτο και ο φωσφόρος) ή η προστασία των φυτών από τον κίνδυνο βιοτικών ή αβιοτικών καταπονήσεων (stress). Σε συνδυασμό με τους μικροοργανισμούς στις ρίζες παρέχουν στα φυτά τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά, βιταμίνες και αναπτυξιακούς παράγοντες και αποτρέπουν την εισβολή παθογόνων μικροοργανισμών, είτε τονώνοντας την άμυνα του φυτού, είτε ανταγωνίζοντας τα εισβάλλοντα παθογόνα.

Το ήξερες; Τα φυτά καταφέρνουν να μεγαλώσουν στην έρημο με τη βοήθεια του μικροβιώματός τους! Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι βρίσκονται μέσα και γύρω από τις ρίζες, προστατεύουν το φυτό από την ξηρασία και τη ζέστη.

Οι μικροοργανισμοί του χώματος επικοινωνούν μεταξύ τους αναπτύσσοντας ανταγωνιστικές, αμοιβαίες, ωφέλιμες ή παθογόνες σχέσεις. Η γλώσσα επικοινωνίας τους είναι μικρά μόρια, τα οποία μοιάζουν με ορμόνες και συχνά γίνεται αντιληπτή και από τα φυτά, τα οποία λαμβάνουν μηνύματα για ανάπτυξη του ριζικού τους συστήματος, δημιουργία καρπών ή ταχύτερη ανάπτυξη του βλαστού. Με απλά λόγια το τρίπτυχο φυτό-μικροβίωμα-περιβαλλοντικοί παράγοντες αλληλεπιδρά και καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την πρωτογενή παραγωγικότητα.

«Μηχανική» μικροβιακών κοινοτήτων

Η παγκόσμια ανάγκη για τροφή αναμένεται να αυξηθεί κατά 35 % τα επόμενα 15 χρόνια, ενώ η ποσότητα της διαθέσιμης γης για καλλιέργεια αναμένεται να μειωθεί κατά 2 %. Η ανάγκη για γεωργική γη υψηλής παραγωγικότητας είναι επιτακτική και η χρήση των μικροοργανισμών του εδάφους ενδέχεται να είναι καθοριστική για τη λύση του συγκεκριμένου προβλήματος.

Στο χώμα, η μικροβιακή μηχανική θα μπορούσε να περιλαμβάνει την προσθήκη βιταμινών ή άλλων ουσιών, οι οποίες θα βοηθούσαν την ανάπτυξη γνωστών ωφέλιμων μικροοργανισμών, την προσθήκη αντιβιοτικών, τα οποία θα στόχευαν μόνο τους επιβλαβείς μικροοργανισμούς, ή την παρασκευή και εφαρμογή εξατομικευμένων λιπασμάτων με προβιοτικά κοκτέιλ από φιλικούς στα φυτά μικροοργανισμούς. Επιπλέον, θα μπορούσε να βελτιώσει την υγεία και την παραγωγικότητα των φυτών χρησιμοποιώντας λιγότερα λιπάσματα, νερό και εντομοκτόνα. Η μικροβιακή μηχανική - δηλαδή η αλλαγή στη σύνθεση των μικροοργανισμών σε μία κοινότητα - έχει ήδη δώσει ελπίδες σε άλλα πεδία όπως στη βελτίωση της ανθρώπινης υγείας έπειτα από αλλαγές στο μικροβίωμα του γαστρεντερικού σωλήνα (έντερο).

Πριν από όλα, όμως, πρέπει να γεμίσουν τα χέρια μας χώμα, να καταλάβουμε ποιοι μικροοργανισμοί βρίσκονται πού, πώς επικοινωνούν και τι παράγουν. Να κατανοήσουμε το δικό τους μικρό υπέροχο κόσμο. Μας κρύβουν πολλούς θησαυρούς!

Το ήξερες; Το να αναπνέεις, να σκάβεις και να παίζεις στο χώμα λειτουργεί αντικαταθλιπτικά! Το βακτήριο Mycobacterium vaccae απομονώθηκε από το χώμα και χρησιμοποιήθηκε σε κλινικές δοκιμές, κατά τις οποίες ασθενείς σε τελικό στάδιο καρκίνου των πνευμόνων εμφάνισαν βελτιωμένη συναισθηματική υγεία και γνωστική λειτουργία. Επόμενες μελέτες συσχέτισαν το συγκεκριμένο βακτήριο με νευροδιαβιβαστές, όπως η σεροτονίνη, οι οποίοι παίζουν ρόλο στη διάθεση και στη μάθηση.