Nematode conservato nel permafrost per 46.000 anni torna in vita

Un team di ricercatori ha scoperto che un nematode è sopravvissuto congelato nel permafrost siberiano per 46.000 anni, decine di migliaia di anni in più rispetto ai vermi resuscitati in precedenza.

L’antico nematode appartiene alla specie Panagrolaimus kolymaensis. I ricercatori l’hanno scoperto annidato all’interno di una tana di scoiattolo fossilizzata che è stata estratta dal permafrost vicino al fiume Kolyma, nell’Artico nord-orientale, nel 2002. Gli scienziati hanno resuscitato il nematode congelato nel 2018, ma la sua età e la sua specie sono rimaste poco chiare.

Ora, uno studio pubblicato il 27 luglio 2023 sulla rivista PLOS Genetics potrebbe aver trovato risposte a queste domande. “La sopravvivenza in ambienti estremi per periodi prolungati è una sfida di cui solo pochi organismi sono capaci”, hanno scritto i ricercatori nello studio. “Qui, mostriamo che un nematode del suolo Panagrolaimus kolymaensis è rimasto in vita per 46.000 anni nel permafrost siberiano”.

Nematodi e tardigradi

Organismi come nematodi e tardigradi possono entrare in uno stato dormiente – un processo metabolico noto come “criptobiosi” – in risposta all’essere stati congelati o estremamente disidratati, stati intermedi noti rispettivamente come criobiosi e anidrobiosi. In entrambi i casi, le creature riducono il loro consumo di ossigeno e la quantità di calore prodotta dai processi metabolici a livelli non rilevabili.

Il nematode appena descritto è entrato nella criptobiosi nel tardo Pleistocene (da 2,6 milioni a 11.700 anni fa), un’epoca che includeva l’ultima era glaciale. Il permafrost che ha imprigionato la minuscola creatura non si è scongelato da allora, il che significa che questa è la criptobiosi più lunga registrata nei nematodi – da decine di migliaia di anni – secondo lo studio. Fino ad ora, la specie di nematodi antartici Plectus murrayi e un esemplare di Tylenchus polyhypnus detenevano questo primato; il primo è stato congelato nel muschio per 25,5 anni e il secondo è stato essiccato in un erbario per 39 anni.

I ricercatori hanno analizzato i geni del nematode appena descritto e li hanno confrontati con quelli dei nematodi Caenorhabditis elegans, che sono stati i primi organismi multicellulari a cui è stato sequenziato l’intero genoma. In assenza di metodi genetici consolidati per studiare il verme scongelato di recente, C.elegans ha fornito un organismo modello ben studiato per il confronto. L’analisi ha rivelato diversi geni condivisi legati alla criptobiosi.

Per scoprire esattamente come i nematodi possono sopravvivere per periodi così lunghi, i ricercatori hanno ottenuto un nuovo gruppo di vermi P. kolymaensis e C. elegans e li hanno leggermente essiccati in laboratorio. Quando i vermi sono entrati nell’anidrobiosi, il team ha osservato un picco nella produzione di uno zucchero chiamato trealosio, che secondo loro potrebbe aiutare a proteggere le membrane cellulari dei nematodi dalla disidratazione. Hanno quindi congelato i vermi a meno 112 gradi Fahrenheit (meno 80 gradi Celsius) e hanno scoperto che l’essiccazione migliorava i tassi di sopravvivenza di entrambe le specie. I vermi che sono stati congelati a questa temperatura senza essere stati precedentemente disidratati sono morti all’istante, secondo lo studio.

Dotati di percorsi molecolari per far fronte alle condizioni artiche, i nematodi si sono evoluti per sopravvivere in questi stati di ibernazione per molte migliaia di anni, hanno concluso i ricercatori. “I nostri risultati indicano che adattandosi per sopravvivere in uno stato criptobiotico per brevi periodi di tempo in ambienti come il permafrost, alcune specie di nematodi hanno acquisito il potenziale per i singoli vermi di rimanere nello stato per periodi di tempo geologici”, hanno scritto gli scienziati nello studio.

Ciò significa che le specie di nematodi estinte potrebbero essere rianimate se sfuggono al permafrost, hanno osservato i ricercatori. “Cambiamenti drastici” nell’ambiente in cui giacciono dormienti, comprese le fluttuazioni di temperatura e la radioattività naturale, possono svegliare antichi nematodi dal loro sonno profondo, hanno concluso i ricercatori.

Fonte: PLOS Genetics