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Alcuni scienziati interessati nello sviluppo di nuovi biocarburanti, più economici e meno impattanti rispetto i combustibili odierni, hanno deciso d'integrare nella loro ricerca lo studio delle formiche tagliafoglie che potrebbero rivelarsi anche molto utili per degradare naturalmente maggiori quantità di scarti vegetali.
Questi insetti abitano diverse regioni dell'America centrale e del Sud America e sono note per "coltivare" all'interno del loro formicaio un giardino fungino. Questo giardino è composto da centinaia di foglie sminuzzate su cui cresce una particolare tipologia di fungo che piace tanto alle formiche, il Leucoagaricus gongylophorus, oltre che una variegata comunità microbica che riesce a degradare la lignina, un polimero che protegge le cellule vegetali.
Gli scienziati del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) sono interessati a questo fungo e in generale al giardino segreto delle formiche tagliafoglie perché sono in grado di degradare in natura grandi masse vegetali, trasformandoli in nutrienti tramite alcune reazioni chimiche. I nutrienti inoltre vengono assorbiti e utilizzati dagli stessi organismi e dai sistemi circostanti, consentendo così all'ecosistema di riciclare ingenti quantità di carbonio.
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Identificare però tutti i componenti e le reazioni biochimiche necessarie per il processo è molto difficile e per questa ragione gli scienziati del PNNL hanno pensato di utilizzare una nuova tecnologia per seguire il processo nei formicai passo per passo, così da comprenderlo e cercare di riprodurlo.
Il loro studio è stato pubblicato su Nature Chemical Biology e, anche se presenta un'analisi dettagliata di quello che succede all'interno dei formicai, non ha intenzione di sfruttare questi insetti per finalità commerciali ed energetiche. Come si capisce infatti dal titolo, in italiano "Mappatura dei microhabitat della decomposizione della lignocellulosa da parte di un consorzio microbico", l'articolo intende dimostrare solo quanto sarebbe vantaggioso utilizzare la stessa tipologia di microhabitat, comprendenti funghi e batteri, per ottenere biocarburanti dal basso impatto ambientale.
Il metodo utilizzato dagli scienziati per seguire i processi di reazione che avvengono nelle camere più profonde dei formicai si basa su una tecnica di imaging che sfrutta minuscoli laser e ha permesso di comprendere fino al livello molecolare il misterioso processo di degradazione delle foglie.
Quello che rendeva un tempo complesso osservare questo giardino segreto era la sua complessità. Studiare infatti piante, funghi, formiche e batteri su più livelli, all'interno delle varie camere, e analizzare contemporaneamente tutti i componenti attivi coinvolti nel processo di degradazione era infatti una sfida scientifica e tecnologica che nessuno era riuscito ad affrontare. Tuttavia il nuovo metodo di imaging con i laser, sviluppato dal PNNL, ha consentito agli scienziati di superare tutte le avversità. «Ora abbiamo una comprensione profonda di come questi sistemi naturali degradano il materiale vegetale, ottenendo una pasta particolarmente nutriente – ha affermato uno degli autori principali dello studio, la dottoressa Kristin Burnum-Johnson – Ed osservando i sistemi ambientali presenti in questi giardini, possiamo capire come gli insetti stanno svolgendo tale attività per trarne vantaggio e produrre biocarburanti che un tempo erano inimmaginabili».
Marija Velickovic, chimica e autrice principale dell'articolo, ha chiarito nello specifico che il suo team si è interessata allo studio delle formiche tagliafoglie per come il loro lavoro riesce a far degradare la lignina, la proteina più abbondante in natura, ma anche la più difficile da degradare in tutti i processi di produzione dei biocarburanti. « I giardini fungini di questi insetti sono molto più interessanti di altre comunità animali perché sono uno dei pochi luoghi in cui questo processo avviene naturalmente, essendo composti da più specie che lavorano efficacemente insieme» ha affermato la dottoressa. Velickovic è riuscita anche a riprodurre l'intero processo di degradazione della lignina in alcuni esperimenti pratici in laboratorio, raccogliendo materiale dai formicai e scansionando i campioni per visualizzare i metaboliti prodotti.
Gli scienziati ora sperano che i loro test possono essere replicati su una scala maggiore e che possano contribuire a far sviluppare una tecnologia in grado di abbassare i livelli di inquinamento in tutto il mondo.
