Il deserto iperarido di Atacama, un habitat microbico transitorio

Uno studio recente, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, ha fornito le prove della presenza di batteri e Archea attivi nel suolo del Deserto di Atacama, in Cile.

Un dibattito centrale rimasto irrisolto tra gli studiosi riguarda proprio i microrganismi “recuperati” dagli ambienti più aridi della Terra. “Questi microbi — si domandano gli autori dell’articolo in questione — prosperano in condizioni così estreme o sono solo tracce morte o vestigia morenti di cellule vitali depositate casualmente dai processi atmosferici”?

Basata su molteplici linee di evidenza, la nuova ricerca mostra che comunità microbiche indigene sono presenti e temporaneamente attive anche nei suoli iperaridi del deserto di Atacama (Cile). A seguito di eventi di precipitazione estremamente rari nelle zone più aride di questo deserto (spesso solo una volta ogni dieci anni), gli scienziati sono stati in grado di rilevare incidenze episodiche di attività biologica.

Caratteristiche geografiche e clima nel deserto di Atacama

Il deserto di Atacama (Fig. 1) viene studiato ormai da molti anni. E’ situato in Sud America, dal Perù meridionale al Cile settentrionale, tra la parte sud della regione di Arica e Parinacota e la parte nord della regione di Atacama. Si estende lungo l’area costiera nord-occidentale del Cile.

Si tratta di uno dei luoghi più secchi del pianeta; le precipitazioni annue sono comprese tra da 0,6 mm nella regione di Arica a 2,1 mm nella regione di Iquique. La scarsità delle piogge è dovuta da un lato alla corrente di Humboldt, che raffredda l’aria facendo condensare le nuvole già sull’oceano. Inoltre, è dovuto anche alla presenza a est della catena delle Ande; questa intercetta l’umidità proveniente dal bacino amazzonico, creando un perenne campo di alta pressione.

Il clima è di tipo desertico-oceanico con una forte escursione termica: le temperature oscillano tra i 5 °C notturni ed i 40 °C diurni.

Atacama
Figura 1 – Zona denominata “a doppia ombra della pioggia”, la parte più arida del deserto di Atacama considerata alla stregua del paesaggio di Marte.

Lo studio

Il professor Schulze-Makuch dell’Università di Berlino e il team hanno caratterizzato e analizzato campioni di suolo del deserto di Atacama dopo un eccezionale evento di pioggia, verificatosi nel 2015.

Sono state quattro le linee di evidenza principali, secondo gli studiosi, per la presenza di una comunità microbica, a volte metabolicamente attiva, in uno dei luoghi più aridi della terra:

  • la caratterizzazione fisico-chimica dell’abitabilità del suolo dopo un evento eccezionale di pioggia;
  • l’identificazione di biomolecole indicative di cellule potenzialmente attive (ad esempio presenza di ATP, acidi grassi dei fosfolipidi, metaboliti e attività enzimatica);
  • le misure dei tassi di replicazione in situ di genomi di batteri non coltivati ricostruiti da campioni selezionati;
  • patterns di comunità microbiche specifici per i parametri e le profondità del suolo.

Atacama: un ambiente abitabile per i microrganismi

Secondo quanto emerso dalla ricerca, sembrerebbe che le popolazioni microbiche abbiano subito una selezione e un adattamento in risposta al proprio specifico microambiente del suolo e in particolare al grado di aridità. La composizione popolazionale, infatti, si modifica al variare della distanza dei siti di campionamento rispetto al mare e in relazione alla profondità del terreno.

Il microbioma del suolo del deserto di Atacama si è evoluto come risultato delle condizioni ambientali prevalenti. Stando ai dati, la superficie, caratterizzata da essiccazione, è dominata da specie resistenti ai raggi UV appartenenti agli Actinobacteria (famiglia Geodermatophilaceae; genere Rubrobacter). Invece, gli strati più profondi, con un contenuto di sale più elevato, ospitano batteri alofili della classe Betaproteobacteria (famiglia Comamonadaceae) o del phylum Firmicutes (famiglie Bacillaceae e Alicyclobacillaceae) e Archaea alofili (classe Halobacteria). In particolare, nei microbiomi associati ai suoli iperaridi prevalgono i Bacteria piuttosto che gli Archaeobacteria. Quest’ultimo dato è coerente con una valutazione della distribuzione globale delle abbondanze degli Archaea nei suoli.

Gli esiti mettono in luce che anche i livelli più bassi di precipitazioni sulla terra possono sostenere incidenze occasionali di attività microbica, sebbene sia la biomassa sia la diversità (microbiche) nell’area di studio diminuiscano con l’aumentare dell’aridità. Questo deserto, dunque, sembrerebbe in grado fornire un ambiente abitabile per i microrganismi. In particolare, consentendo loro di diventare metabolicamente attivi a seguito di un aumento episodico di umidità; infatti, una volta che l’umidità diminuisce, lo stesso accade all’attività del microbiota.

Angela Chimienti

Fonti:

  • Dirk Schulze-Makuch, Dirk Wagner, Samuel P. Kounaves et al., Transitory microbial habitat in the hyperarid Atacama Desert, PNAS March 13, 2018. 115 (11) 2670-2675; doi.org/10.1073/pnas.1714341115
  • http://www.marcopolo.tv/articoli/cile-il-deserto-di-atacama/ (immagine testo)
  • Immagine in evidenza: Salar de Talar nei pressi di San Pedro de Atacama, 4010 metri, Cile. https://it.wikipedia.org/wiki/Deserto_di_Atacama#/media/File:Miscanti_Lagoon_near_San_Pedro_de_Atacama_Chile_Luca_Galuzzi_2006.jpg Luca Galuzzi (Lucag) – Photo taken by (Luca Galuzzi) * http://www.galuzzi.it Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic license.
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Francesco Centorrino

Sono Francesco Centorrino, creatore ed amministratore di Microbiologia Italia, primo sito di divulgazione microbiologica in Italia. Sono laureato in biologia e molto appassionato di tecnologia, cinema, scienza e fantascienza. Sono Siciliano ma vivo e lavoro in Basilicata come analista di laboratorio microbiologico presso una nota azienda farmaceutica. Ho creato il portale di Microbiologia Italia per condividere conoscenza ed informazioni a chiunque fosse interessato a questa bellissima scienza. Potete trovare tutti i miei contatti al seguente link: https://linktr.ee/fcentorrino.

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