Halobacterium salinarum – il batterio del sale
Halobacterium salinarum, noto anche come batterio del sale, è stato scoperto circa un secolo fa dal botanico Heinrich Kleban. La scoperta avvenne mentre Kleban analizzava le cause del deterioramento dello stoccafisso sotto sale nei mercati ittici tedeschi. Questi pesci presentavano una patina rossastra, che venne prelevata e messa su un terreno di coltura. Dopo un po’ di tempo si formarono delle colonie di colore rossastro. Soltanto anni dopo la scoperta, i microbiologi chiarirono la natura di quest’organismo e la sua nomenclatura definitiva. E’ importante chiarire che si tratta di un organismo appartenente al dominio Archaea e non di un batterio come suggerisce il nome.
Dominio Archea
Gli archeobatteri sono uno dei tre grandi domini in cui sono divisi gli esseri viventi. Sono organismi unicellulari e abitano gli ambienti più estremi e inospitali della Terra. Mantengono alcune caratteristiche dei procarioti, come l’ assenza del nucleo e di organuli citoplasmatici rivestiti da membrane. Date le condizioni estreme in cui possono svilupparsi, presentano una composizione biochimica unica nelle loro strutture di rivestimento, che li differenzia sia dai batteri sia dagli eucarioti. Inoltre, si dividono in termofili che vivono a temperature superiori ai 100 °C e gli psicrofili inferiori a -10 °C. In alcalofili che crescono in ambienti estremamente alcalini e infine in alofili che prediligono ambienti a elevatissima salinità. Il batterio del sale è considerato un alofilo per le alte concentrazioni di salinità in cui vive.
Come è riuscito ad adattarsi alla salinità?
Il batterio del sale vive in zone in cui le concentrazioni saline sono molto alte. Questi ambienti sono caratterizzati da una carenza di ossigeno e un’abbondanza di raggi solari. Per contrastare questi fattori limitanti, H. salinarum forma delle vescicole di gas, che gli consentono di galleggiare in superficie dove i livelli di ossigeno sono più alti ed è disponibile più luce. Il pigmento rosso, tra l’altro come vedremo di seguito, lo protegge dai raggi UV. Questa capacità di adattamento ad ambienti estremamente salini lo rende un organismo estremofilo.
Il ruolo funzionale del batterio del sale
Halobacterium salinarum può vivere in simbiosi con l’alga verde Dunaliella salina da cui trae sostanze nutritive. La sua presenza è fondamentale nei corpi di acqua per la produzione di vitamina A, per lo sviluppo dei gameti maschili e femminili, per la crescita dei pulcini di fenicottero e di altri uccelli. H. salinarum è molto semplice da coltivare in laboratorio, al pari di E. coli, funge difatti da organismo modello.
H. salinarum colora i laghi e il piumaggio degli uccelli
Lo ritroviamo nei laghi salati, nelle saline e nei giacimenti di sale. H. salinarum è responsabile dell’aspetto rosa o rosso brillante del Mar Morto e di altri corpi di acqua salata. Questo colore rosso è dovuto principalmente alla presenza di batteriorodopsina, una proteina integrale di membrana. Il ruolo principale di questa proteina nella cellula è quello di proteggere il DNA dai danni causati dalla luce UV, agendo come antiossidante. Inoltre, è in grado di proteggere la cellula dalle specie reattive dell’ossigeno. E’ un pigmento molto simile a quello dell’occhio umano, questa scoperta innovativa ha ampliato la ricerca nell’ambito dell’optogenetica.
Per quanto riguarda il piumaggio di alcuni uccelli, quest’organismo risulta essere il nutrimento dell’Artemia salina, un piccolo crostaceo, di cui i fenicotteri sono particolarmente golosi: con l’alimentazione, i carotenoidi vanno a depositarsi proprio sul piumaggio, determinando la caratteristica tinta. Questo pigmento quando viene a contatto con il piumaggio dei fenicotteri diventa del suo tipico colore rosa.
Il dono dell’immobilità
Una caratteristica peculiare di H. salinarum è l’immobilità che questo organismo acquisisce in condizioni sfavorevoli, restando così per migliaia di anni. In condizioni favorevoli, essendo dotati di flagelli, compiono movimenti rotatori. Alcuni studiosi sono riusciti a riattivare la mobilità di questi organismi intrappolati all’interno dei cristalli di sale. I meccanismi con cui attuano l’immobilità non sono ancora ben definiti e sono attualmente oggetto di studio.
