Importanza degli invertebrati del suolo come bioindicatori

Nel sistema biologicamente attivo del suolo si completano i cicli biogeochimici di acqua e nutrienti (C, N, S, P). Ciò avviene tramite le complesse comunità ecologiche che costituiscono una notevole riserva di diversità biologica. I nutrienti essenziali si riciclano tra l'ambiente abiotico e quello biotico attraverso l'attività dei produttori primari, dei consumatori e dei decompositori. I produttori primari introducono gli elementi nell'ambiente biotico incorporandoli in composti organici, i consumatori e decompositori restituiscono gradualmente gli elementi dell'ambiente abiotico degradando molecole organiche complesse in molecole inorganiche semplici. Le reti trofiche edafiche sono sempre molto complesse, coinvolgendo numerosi gruppi e con abbondanze enormi di individui. Ne risulta che le zoocenosi del suolo possono essere utilizzate quali importanti descrittori della qualità dell'ambiente e, per poterle valutare, è necessario utilizzare metodologie che consentano di evidenziare il numero di specie presenti o le funzioni e i processi che esse svolgono (Nappi & Jacomini, 2004).

Le reti trofiche del suolo sono in genere riconducibili a tre livelli di scala, detti rispettivamente micro-reti, meso-reti e macro-reti (Pokarzhevskii, 1996).
Le dimensioni determinano il ruolo trofico svolto dalla fauna edafica nelle reti alimentari, relativamente a questo si possono distinguere tre categorie principali (Jacomini et al., 2000):
• micro-reti, in qui interagiscono i microrganismi (batteri, alghe, lieviti e funghi) e gli animali più piccoli di 0.2 mm (protozoi, rotiferi, nematodi, tardigradi, ecc.), legate alla pellicola d'acqua nelle cavità del suolo, alla rizosfera e alla lettiera;
• meso-reti, dove interagiscono tra loro i cosiddetti trasformatori della lettiera (mesofauna, animali compresi tra 2 e 0.2 mm e dalle forme larvali della macrofauna), principalmente acari, collemboli, larve di ditteri e di coleotteri, enchitreidi, pseudoscorpioni e alcuni miriapodi, tutti legati agli interstizi del suolo;
• macro-reti, dove si rileva la presenza di organismi di dimensioni maggiori di 2 mm, e che tradizionalmente includono i cosiddetti "ingegneri del suolo", come termiti, formiche e lombrichi, ma in cui vanno inseriti anche molluschi, coleotteri, miriapodi, isopodi e vertebrati quali le talpe, in grado di spostarsi liberamente nel suolo (Lavelle & Spain 2006).

Ciascun organismo in questi tre sistemi è legato agli altri direttamente o indirettamente, ma per lo più ne è indipendente per quanto riguarda le risorse alimentari (Jacomini et al., 2000).

Le micro-reti, per quanto riguarda batteri, funghi, alghe e protozoi, svolgono un ruolo fondamentale a livello locale, partecipando alla formazione di associazioni di specie ed esercitando funzioni indispensabili, sebbene in un'area d'azione assai ristretta, nell'ordine di qualche centimetro cubico. Il tempo di sviluppo di una sequenza successionale (tempo ecologico) è dell'ordine di giorni o mesi; il tempo di turnover biologico (cioè quello necessario ai flussi di nutrienti per ricolmare le riserve di nutrienti) varia da un giorno a una settimana.

Le meso-reti hanno una funzione di regolazione e disseminazione delle micro-reti, di apertura e rivestimento dei microcanali di aerazione del suolo, di triturazione e digestione della sostanza organica in decomposizione (che aumenta la superficie attaccabile dalle micro-reti), e di formazione di complessi organici e organo-minerali che sequestrano alcune sostanze e ne mobilizzano altre. L'ordine di grandezza spaziale varia da qualche centimetro a pochi metri; il tempo ecologico varia da una settimana ad alcuni mesi, il tempo di turnover biologico da giorni a mesi.

Le macro-reti possono modificare notevolmente anche ampi tratti di terreno, scavando cavità che permettono una circolazione dell'acqua, consumando in misura rilevante la sostanza organica in decomposizione e controllando in numero e qualità le sottostanti reti. Il tempo ecologico varia da qualche settimana a mesi, quello di turnover biologico impiega mesi o anche anni (Pokarzhevskii, 1996).

Nel suolo esistono relazioni molto complesse all'interno delle biocenosi, riflettendo la fenologia delle diverse specie presenti; è possibile, ad esempio, trovare forme che trascorrono solo una parte del loro ciclo vitale nel suolo, quello relativo alla fase di pupa. L'inattività della pupa rende il suo contributo alle funzioni del suolo molto basso, mentre le larve hanno una importanza considerevole sia come detritivori sia come predatori, specialmente negli ambienti in cui la loro densità è elevata. Nella comunità del suolo, le larve degli insetti occupano una posizione particolare perché, se da un lato la forma del corpo, il metodo di locomozione e l'attività trofica rendono questa fase adattata alla vita ipogea, esse vivono nel suolo transitoriamente ed emergono nella fase adulta con morfologia e comportamenti anche estremamente diversi rispetto alla larva. Troviamo anche forme che passano l'intera vita nel suolo e sono incapaci di abbandonarlo anche per breve tempo, in quanto le caratteristiche eco-morfologiche, sia della fase giovanile sia di quella adulta, non consentono loro di sopravvivere negli ambienti epigei. A questo gruppo appartengono molte specie di miriapodi, isopodi, acari, oltre alla maggior parte dei collemboli, dipluri e proturi, esse possono avere o meno un ruolo attivo nella formazione del suolo (Angelini et al., 2002). Molte di queste specie compiono migrazioni verticali in relazione sia a fattori ambientali (temperatura, umidità, ecc.) sia legati a specifiche attività o fasi del ciclo biologico (foraggiamento, riproduzione, ecc.). L'adattamento al suolo che comporta l'incapacità degli edafobi di abbandonare il suolo, rende questi organismi particolarmente sensibili alle variazioni dei parametri chimico-fisici conseguenti lavorazioni, impiego di fitofarmaci, inquinamento o altre attività antropiche (Menta, 2004).

La fauna edafica può inoltre essere suddivisa in: hyperedaphon, che vive nella bassa vegetazione, ma talora si trova nell'ambiente edafico; epiedaphon, che vive sulla superficie del suolo (in genere nella lettiera); hemiedaphon, ovvero che vive a media profondità, fino agli strati superficiali del suolo ed euedaphon, che vive negli strati profondi del suolo (Bullini et al., 1998).