Batteri “dormienti” tornano alla vita dopo 100 milioni di anni

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Tutto nasce per caso. Un team di ricercatori giapponesi, nell’intento di studiare la vita in ambienti con basse concentrazioni di nutrienti, hanno scoperto batteri “dormienti” da 100 milioni di anni (figura 1).

Figura 1: Alcuni ceppi di batteri "dormienti" (crediti: JAMSTEC)
Figura 1 – Alcuni ceppi di batteri “dormienti” (crediti: JAMSTEC)

Il team e la loro ricerca

I ricercatori in questione appartenenti alla JAMSTEC (agenzia giapponese per la scienza e la tecnologia marina e terrestre), hanno rianalizzato campioni di sedimenti di un’area oceanica (figura 2) nel South Pacific Gyre, campionati in una spedizione di dieci anni prima. Il microbiologo Yuki Morono ha sottolineato il perchè di tali analisi, ovvero essendo in esame un deserto oceanico, cioè con pochissimi nutrienti, si poteva ottenere dati sul tempo di resistenza dei batteri, senza “cibo”.

Figura 2: Sedimento del fondale oceanico
Figura 2 – Sedimento del fondale oceanico

Sul fondo oceanico arrivano pochi detriti organici, polvere trasportata dalle correnti e legati a queste particelle, batteri che vengono intrappolati nei sedimenti. Per i campionamenti si sono spinti sino a 100 metri al di sotto del fondo oceanico. L’ossigeno era presente in tutti i campioni, indicando che i sedimenti si formano molto lentamente, circa due metri ogni milione di anni.

Incubazione dei batteri dormienti

Per valutare l’ecofisiologia dei batteri presenti in questi habitat, hanno effettuato esperimenti di incubazione microaerobica con substrati marcati con isotopi (figura 3), per seguire i processi anabolici microbici. L’aumento, in poco tempo, dei microrganismi incubati e le basse concentrazioni batteri sporigeni, dimostra che nei sedimenti dei fondali oceanici ossici, resistono batteri di 101,5 milioni di anni fa.

Figura 3 - (A - D) Cellule incubate con 13 C-bicarbonato e 15 N di ammonio e (E-H) con 13 C, 15 N-amminoacidi. ( A. E) cellule colorate con SYBR Green sotto microscopia a fluorescenza.
Figura 3 – (A – D) Cellule incubate con 13 C-bicarbonato e 15 N di ammonio e (E-H) con 13 C, 15 N-amminoacidi. ( A. E) cellule colorate con SYBR Green sotto microscopia a fluorescenza.

I risultati

I risultati pubblicati su Nature Communications evidenziano che i batteri “dormienti” di ogni campione, assorbono attivamente substrati di carbonio e azoto marcati con isotopi. In 68 giorni dall’incubazione, i microrganismi hanno reagito subito all’aggiunta di substrato e la conta cellulare è decisamente aumentata. In particolare, l’azoto aggiunto mediante ammonio è stato incorporato rapidamente dalla biomassa cellulare. Quindi, in questi preparati sono presenti batteri viventi ma dormienti.

Dallo studio tassonomico dei sedimenti, le comunità batteriche predominati sono: Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Gammaproteobacteria e Deltaproteobacteria, mentre in minore quantità i Chloroflexi. Inoltre la presenza di cianobatteri, in particolare Chroococcidiopsis, confermano la loro capacità di sopravvivere in habitat estremi. Le diverse comunità hanno risposto all’incubazione in tempi diversi e i substrati non hanno influito sulla loro composizione, ma hanno semplicemente stimolato la loro attività.

Conclusioni

A grande sorpresa per i ricercatori, in sedimenti vecchi di 100 milioni anni, batteri dormienti sono capaci ancora di alimentarsi e di moltiplicarsi. Probabilmente la vita sui fondali è molto più lenta di quella in superfice, rendendo possibile la presenza di microrganismi vecchissimi, ancora viventi. Lo studio dei fondali, dei sedimenti è un metodo eccellente per analizzare i limiti della vita sulla terra.

Veronica Nerino

Fonti:

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