I batteri “mangia-petrolio” del Golfo del Messico

Fig. 1 – 21 aprile 2010 – Piattaforma Deepwater Horizon in fiamme nel Golfo del Messico.

La perdita di petrolio dalla piattaforma semisommergibile di perforazione Deepwater Horizon nel Golfo del Messico nel 2010 (Fig. 1) ha rappresentato una delle catastrofi più studiate nella storia. Questa fuoriuscita di petrolio è stata la più grande nella storia, con il rilascio di 4,1 milioni di barili di petrolio e di grandi quantità di gas naturale da una profondità di circa 2 km al di sotto della superficie dell’oceano Atlantico.

Recentemente un team di ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti d’America, gestito dall’Università della California, ha identificato tutti i principali batteri degradanti il petrolio nonché i loro meccanismi per il metabolismo dei molteplici componenti che costituiscono il greggio rilasciato.

Fig. 2 – Dr. Gary Andersen del Berkeley Lab.

Il team, guidato dal microbiologo Dr. Gary Andersen (Fig. 2), è stato il primo a simulare le condizioni che si sono verificate dopo la dispersione di petrolio. Il loro studio, “Simulation of Deepwater Horizon oil plume reveals substrate specialization within a complex community of hydrocarbon degraders”, pubblicato negli atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze, fornisce la descrizione più completa di quello che stava accadendo durante l’evento nei pennacchi di idrocarburi nell’oceano profondo.

 

Fig. 3 – Vista aerea dell’olio disperso nel Golfo del Messico.

Dopo l’esplosione iniziale e il rilascio del petrolio, i ricercatori hanno osservato un fenomeno che non era mai stato visto prima: più del 40% del petrolio, combinato con un disperdente chimico introdotto dall’esterno, è stato mantenuto in un pennacchio di quasi 200 km (Fig. 3).

 

Alla scoperta di un nuovo batterio

Andersen e la sua squadra sono tornati sul luogo del disastro quattro anni dopo per raccogliere campioni di acqua in profondità: una sospensione di piccole goccioline di olio insolubile è stata distribuita uniformemente in bottiglie, insieme alle frazioni di olio più solubili e disperdenti chimici per imitare le condizioni del pennacchio d’olio. Nei successivi 64 giorni è stata studiata attentamente sia la popolazione microbica sia la composizione chimica del greggio.

I ricercatori hanno assistito ad una rapida crescita iniziale di un microrganismo precedentemente osservato come il batterio dominante nelle fasi iniziali della fuoriuscita di petrolio dalla piattaforma, ma che aveva evitato i successivi tentativi da parte di altri ricercatori a ricreare in laboratorio le condizioni del Golfo del Messico.

Fig. 4 – Thalassolituus oleivorans, batterio gram negativo in grado di metabolizzare idrocarburi nel Golfo del Messico.

Attraverso il sequenziamento del suo genoma è stato possibile non solo identificare questo nuovo batterio con il nome di Bermanella macondoprimitus ma, è stato identificato anche il pathway metabolico alla base della sua capacità di degradazione degli idrocarburi.

Il team ha utilizzato dei nuovi protocolli basati sull’uso del DNA per identificare tutti i genomi dei microrganismi in grado di utilizzare gli idrocarburi per la loro crescita insieme ai loro geni specifici responsabili della degradazione del petrolio. Molti dei batteri identificati in profondità, tra cui Thalassolituus oleivorans (Fig. 4), erano simili ai batteri trovati sulla superficie dell’oceano, ma si differenziavano per una considerevole semplificazione del set di geni codificanti per gli enzimi coinvolti nel metabolismo delle componenti del greggio.

“Ora abbiamo la capacità di identificare gli organismi specifici che degraderebbero naturalmente il petrolio se si verificassero fuoriuscite in altre regioni e calcolare i tassi di degradazione degli oli per calcolare quanto tempo ci vorrebbe per risanare la zona”, ha affermato Andersen.

Il quale ha aggiunto: “Il Golfo del Messico ospita una delle più grandi concentrazioni di idrocarburi subacquei, ed è stato ipotizzato che questo abbia contribuito alla selezione di batteri degradanti il petrolio che sono stati osservati nei pennacchi sottomarini. La nostra grande speranza sarebbe che non ci fossero più spargimenti di petrolio in futuro, ma avere la capacità di manipolare le condizioni in laboratorio potrebbe potenzialmente permetterci di sviluppare nuove intuizioni per attenuare il loro impatto ambientale”.

 

Sitografia

  • https://phys.org/news/2017-06-microbe-mystery-deepwater-horizon-oil.html
  • http://dailycaller.com/2017/06/27/bacteria-are-eating-most-of-the-2010-bp-oil-spill/

Bibliografia

  • Ping Hu, Eric A. Dubinsky, Alexander J. Probst, Jian Wang, Christian M. K. Sieber, Lauren M. Tom, Piero R. Gardinali, Jillian F. Banfield, Ronald M. Atlas, and Gary L. Andersen. 2017. Simulation of Deepwater Horizon oil plume reveals substrate specialization within a complex community of hydrocarbon degraders. PNAS, 114(8), 7432–7437.

Crediti immagini

  • https://www.awesomestories.com/asset/view/What-Caused-the-Deepwater-Horizon-Explosion-
  • http://www.dailymail.co.uk/news/article-2523669/Mesmerizing-photos-Gulfs-210-MILLION-gallon-oil-slick.html
  • https://sites.google.com/site/thallassolituusoleivorans/classification/gram-stain

Informazioni su Nicola Di Fidio 9 Articoli

Industrial and environmental biotechnologist
Dept. of Bioscience, Biotechnology and Biopharmaceutics
University of Bari “Aldo Moro”
Via E. Orabona, 4
70125 Bari, Italy
E-mail: nicola.difidio91@gmail.com

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