I batteri sono tra i più piccoli organismi viventi conosciuti sulla Terra e possono essere trovati praticamente ovunque, anche nelle condizioni fredde, simili a quelle di Marte, delle grotte di lava. Sull’isola delle Hawai’i, gli scienziati hanno recentemente trovato un meraviglioso assortimento di batteri sconosciuti che prosperano in grotte geotermiche, tubi di lava e prese d’aria vulcaniche.
Campioni di questi tappetini, prelevati tra il 2006 e il 2009 e poi di nuovo tra il 2017 e il 2019, rivelano forme di vita ancora più uniche del previsto. Quando i ricercatori hanno sequenziato 70 campioni per un singolo gene dell’RNA, comunemente usato per identificare la diversità e l’abbondanza microbica , non sono riusciti a far corrispondere alcun risultato a generi o specie noti, almeno non con elevata confidenza.
“Questo suggerisce che le grotte e le fumarole sono ecosistemi diversi poco esplorati“, scrivono gli autori dello studio.
I batteri, dopo le piante, rappresentano la maggior parte della biomassa del nostro pianeta e quasi tutta la biomassa nel sottosuolo profondo della Terra. Tuttavia, poiché questi organismi sono così piccoli e vivono in ambienti così estremi, gli scienziati storicamente li hanno trascurati.
Negli ultimi anni, i batteri sotterranei hanno ricevuto maggiore interesse perché esistono in ambienti molto simili a quelli che si trovano su Marte. Stime recenti suggeriscono che il 99,999 per cento di tutte le specie batteriche rimangono sconosciute , portando alcuni a chiamarle “materia oscura” .
La nuova ricerca delle Hawai’i sottolinea quanto siano oscure queste forme di vita.
La diversità tra i siti è risultata piuttosto variabile. I tubi di lava più vecchi, quelli tra i 500 e gli 800 anni, ospitano popolazioni batteriche più diversificate rispetto ai siti geotermicamente attivi o che hanno meno di 400 anni.
Mentre ii siti più vecchi presentano una maggiore diversificazione, i siti campione più giovani e più attivi hanno evidenziato, invece, interazioni microbiche più complesse, probabilmente a causa della minore diversità. I batteri potrebbero dover lavorare insieme per sopravvivere meglio.
I ricercatori sospettano che ci voglia un po’ di tempo prima che i batteri colonizzino i basalti vulcanici e, poiché l’ambiente che li circonda cambia, cambia anche la struttura della loro comunità. Nelle grotte più recenti, ad esempio, sono più diffusi Proteobacteria e Actinobacteria.
“Questo porta a chiedersi se gli ambienti estremi aiutano a creare comunità batteriche più interattive, con microrganismi più dipendenti l’uno dall’altro?” si chiede la microbiologa Rebecca Prescott dell’Università delle Hawaii a Mānoa. “E se sì, cosa c’è negli ambienti estremi che favorisce questa situazione?”
Nelle grotte di lava più giovani, i microbi tendono ad essere imparentati in modo più distante. Ciò suggerisce che la concorrenza è una forza più forte negli ambienti più difficili, che riduce le possibilità che specie strettamente imparentate vivano fianco a fianco.
Una formazione di stalattiti in una grotta hawaiana con colonie microbiche bianche. (Kenneth Ingham)
Diverse classi di batteri, come Chloroflexi e Acidobacteria, soino state trovate in quasi tutti i siti, indipendentemente dall’età. Questi batteri sembrano essere attori chiave nelle loro comunità. Gli autori le chiamano specie “hub” poiché riuniscono altri batteri.
“Nel complesso, questo studio aiuta a illustrare quanto sia importante studiare i batteri in co-cultura, piuttosto che coltivarli da soli (come isolati)“, afferma Prescott. “Nel mondo naturale, i batteri non crescono isolati. Invece, crescono, vivono e interagiscono con molti altri microrganismi in un mare di segnali chimici. Questo può quindi alterare la loro espressione genica, influenzando il loro ruolo nella comunità“.
Lo studio è stato pubblicato su Frontiers in Microbiology.
