I virus come Robin Hood

Un bellissimo cielo stellato: così si presenta 1 ml di acqua di mare osservato al microscopio in epifluorescenza. Le “stelle” più grandi sono i batteri, mentre le piccole e numerose galassie lontane sono i virus.

Si stima che in tutti gli oceani ci siano qualcosa come 1030 virus e, considerando che generalmente sono specie-specifici, la loro diversità è elevatissima. Stiamo parlando di virus ambientali: virus che attaccano protozoi, batteri e alghe… e che attraversano il nostro corpo d’estate dopo ogni tuffo, senza darci alcun problema.

Al contrario, i virus enterici sono agenti patogeni e vengono ritrovati nell’ambiente marino solo a causa dello sversamento dei reflui civili trattati poco o male. Ma non sono loro i protagonisti di questa storia.

Fig.1: Equilibrio preda-predatore (modello di Lotka-Volterra)

I virus, insieme ad altri microrganismi, svolgono nell’ambiente marino l’importante ruolo di decomporre e mineralizzare la sostanza organica permettendone il ritorno nella catena trofica, in particolare contribuiscono al corretto funzionamento del ciclo del carbonio.

Studi ambientali ipotizzano che i virus abbiano anche un ruolo ecologico assimilabile al concetto espresso dall’equazione di Lotka-Volterra (Fig.1): mantenere l’equilibrio preda/predatore. I virus, predatori delle cellule, possono provocarne la lisi liberando sostanze organiche (proteine, enzimi, geni).

Non solo sono predatori, ma anche paladini della giustizia. I virus marini, come Robin Hood, avrebbero la tendenza a colpire la specie dominante in una nicchia ecologica. Si ritiene che lisando le cellule, i virus rendano disponibili geni e nutrienti ai ceppi meno adattati, per una più equa competizione.

Questa è l’ipotesi kill the winner (KTW), pubblicata per la prima volta dal gruppo di ricerca di Thingstad nel 1997 e tuttora oggetto di studi di ecologia e microbiologia ambientale. Anche grazie a tale meccanismo, il susseguirsi di specie più e meno competitive rende l’ambiente marino ricco di biodiversità microbica e di stimoli per una continua evoluzione.

 

Fonti

  • https://www.researchgate.net/figure/263708632_fig1_Figure-1-Killing-the-Winner-KtW-model-with-and-without-partial-defense-Original-KtW
  • http://2015-mbio322.blogspot.ch/2016/10/kill-killer-of-winner-hypothesis.html
  • Virus-host coevolution, killing the winner, and the Red Queen Hywel T. P. Williams
  • Corso di microbiologia ambientale, Università degli Studi di Genova 
  • Fotografia al microscopio a fluorescenza (Photo:Gunnar Bratbak – Copyright: UiB) http://www.uib.no/en/news/94202/virus-research-projects-gets-eu-funding
  • Christian Winter, Tierry Bouvier, Markus G. Weinbauer, T. Frede Thingstad (2010). “Trade-Offs between Competition and Defense Specialists among Unicellular Organisms: The “Killing the Winner” Hypothesis Revisted”. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 74 (1): 42–57

 

 

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