Una ricerca pionieristica pubblicata su *Nature Communications* getta nuova luce sulle complesse dinamiche tra virus e organismi ospiti all'interno degli ecosistemi d'acqua dolce. Lo studio, condotto da Wang, Zhang, Anantharaman e colleghi, utilizza tecniche metagenomiche avanzate per esaminare come fattori di stress ambientali simultanei, come l'inquinamento da nutrienti e le fluttuazioni di temperatura, influenzino queste interazioni nelle reti trofiche d'acqua dolce.
I risultati sottolineano la fragilità dell'equilibrio che sostiene queste interazioni e le potenziali ripercussioni a cascata sulla biodiversità e sul funzionamento degli ecosistemi d'acqua dolce. Gli ecosistemi d'acqua dolce, essenziali per la biodiversità e per il sostentamento di milioni di persone, sono sempre più minacciati da molteplici fattori di stress. L'inquinamento da nutrienti, come l'eccesso di azoto e fosforo, può portare all'eutrofizzazione, causando fioriture algali dannose che riducono l'ossigeno disciolto e compromettono la vita acquatica.
Allo stesso modo, le fluttuazioni di temperatura, esacerbate dal cambiamento climatico, alterano i processi biochimici e fisiologici dei microrganismi, modificando la composizione delle comunità microbiche e la loro capacità di adattamento. Questi fattori di stress, agendo in sinergia, possono destabilizzare le delicate interazioni virus-ospite che sono fondamentali per la regolazione delle popolazioni microbiche e per i cicli biogeochimici.
Attraverso esperimenti controllati condotti in mesocosmi d'acqua dolce, i ricercatori hanno simulato diversi scenari di stress ambientale. L'analisi metagenomica del DNA ha permesso di identificare genomi virali e i loro ospiti batterici e microbici eucarioti con una risoluzione senza precedenti. È emerso che la co-occorrenza di fattori di stress, come l'aumento della temperatura e del carico di nutrienti, porta alla frammentazione delle reti di interazione virus-ospite. In queste condizioni, la pressione predatoria virale si indebolisce, consentendo la proliferazione incontrollata di alcune popolazioni microbiche a scapito di altre.
Questa alterazione ha profonde implicazioni per il ciclo dei nutrienti, poiché i virus mediano il rilascio di componenti cellulari che alimentano le reti trofiche microbiche. La ricerca evidenzia l'importanza di considerare l'impatto combinato di più fattori di stress nella valutazione dei rischi ecologici e nello sviluppo di strategie di conservazione. Le valutazioni basate su un singolo fattore potrebbero sottostimare i rischi ecologici effettivi.
Strategie di conservazione efficaci dovranno integrare gli impatti multifattoriali e riconoscere il ruolo fondamentale delle comunità virali nella stabilità dell'ecosistema. Ulteriori ricerche hanno dimostrato che i virus svolgono ruoli ecologici cruciali negli ecosistemi acquatici, influenzando la composizione delle comunità microbiche, il ciclo dei nutrienti e la produttività primaria. È stato stimato che i virus uccidono circa il 20% della biomassa microbica marina ogni giorno. Inoltre, i virus sono agenti chiave nella terminazione delle fioriture algali, contribuendo a mantenere l'equilibrio degli ecosistemi acquatici.
L'analisi metagenomica ha rivelato un'enorme diversità virale negli ambienti d'acqua dolce, con la scoperta di nuovi virus che potrebbero infettare una vasta gamma di ospiti, inclusi piante, insetti, pesci e persino esseri umani, suggerendo il potenziale ruolo degli ecosistemi d'acqua dolce nella diffusione di malattie emergenti.