I batteri cavalcano le correnti atmosferiche ad alta quota

Così i microbi possono viaggiare in tutto il mondo, diffondendo malattie o anche cambiando il clima

[12 gennaio 2016]

batteri vento

David J. Smith, un ricercatore dell’Ames Center della Nasa, ha analizzato campioni di aria raccolti in cima ad un vulcano spento dell’Oregon e ha scoperto che pullulavano di tracce di microrganismi morti provenienti dall’Asia e dall’Oceano Pacifico. Smith non si aspettava che qualcosa potesse sopravvivere ad un viaggio attraverso le proibitive condizioni all’atmosfera  ad un’altezza di 9.000 piedi  al di sopra della stazione di ricerca dell’Osservatorio di Mount Bachelor: «Pensavo che avremmo raccolto praticamente nient’altro che  biomassa morta».

Ma quando il suo team ha analizzato in laboratorio i campioni, prelevati nella primavera del 2011 da due grandi pennacchi di polvere, ha scoperto quello che alla Nasa definiscono «un fiorente gruppo di autostoppisti. Più del 27% dei campioni batterici e più del 47% ei campioni di funghi erano ancora vivi».

Alla fine delle analisi, il team ha rilevato circa 2.100 specie di microbi, tra cui un tipo di Archea che in precedenza era stato isolato solo al largo delle coste del Giappone. Smith dice che «Nella mia mente, quella era la pistola fumante. L’Asia aveva starnutito sul Nord America».

Alla Nasa spiegano che «I microbi sono stati trovati nei cieli fin da quando Darwin, nel 1830, raccolse la polvere spazzata dal vento a bordo della HMS Beagle, 1.000 miglia a ovest dell’Africa. Ma tecnologie per l’analisi del DNA, la raccolta ad alta quota e la modellazione atmosferica stanno dando agli scienziati un nuovo sguardo sulla vita che si affolla in alto sopra la Terra. Per esempio, una recente ricerca suggerisce che i microbi siano players nascosti nell’atmosfera, producendo le nuvole, causando la pioggia, diffondendo  malattie tra i continenti e forse anche mutando le condizioni climatiche».

Smith sottolinea: «Considero l’atmosfera come un’autostrada, nel senso più letterale del termine. Consente lo scambio di microrganismi tra ecosistemi a migliaia di miglia di distanza, e per me questo è una delle più profonde conseguenze ecologiche alle quali non abbiamo ancora rivolto lo sguardo».

Infatti, i microbi presenti nell’aria hanno potenzialmente un enorme impatto sul nostro pianeta. Alcuni scienziati sono convinti che un focolaio di afta epizootica  avvenuto nel 2001 in Gran Bretagna sia stato causato da una gigantesca tempesta che, solo una settimana prima dei primi casi segnalati, aveva portato dal Nord Africa polvere ed eventualmente di spore di malattie animali per migliaia di Km a nord. Virus della lingua blu, che infetta animali domestici e selvatici, prima era presente solo in Africa, ma ora è stato trovato in Gran Bretagna, una diffusione che è probabilmente il risultato dei venti dominanti.

Gli scienziati che esaminando il declino delle barriere coralline nelle aree quasi incontaminate dei Caraibi sospettano che tra i colpevoli ci sano la polvere e i microbi che la accompagnano, sollevati dalle tempeste di polvere africane e trasportate ad ovest.  I ricercatori dicono che «Un particolare fungo che uccide le gorgonie è arrivato nel 1983, quando la siccità nel Sahara ha creato nuvole di polvere che fluttuavano attraverso l’Atlantico».

I ricercatori della Texas Tech University hanno raccolto campioni di aria sopravvento e sottovento in 10  allevamenti di bestiame del Texas occidentale ed hanno scoperto che i microbi resistenti agli antibiotici erano il 4.000% in più nei campioni sottovento.  Philip Smith, professore associato di ecotossicologia terrestre, e Greg Mayer, professore associato di tossicologia molecolare, stanno lavorando ad ulteriori ricerche. Un primo studio di fattibilità dovrebbe essere pubblicato nei primi mesi di quest’anno e i due scienziati della Texas Tech  vogliono studiare quanto e come viaggino lontano le particelle e se la resistenza agli antibiotici possa essere trasmessa ai batteri autoctoni.  Mayer evidenzia  che «Gli antibiotici esistevano in natura, molto prima che gli esseri umani li prendessero in prestito. Ma cosa succede quando sono concentrati in alcuni luoghi, o sparsi nel vento?»

Quello che è chiaro è che ci sono molti più microbi vitali in luoghi molto più inospitali di quanto si aspettavano gli scienziati.

Grazie ad una ricerca finanziata dalla Nasa, i ricercatori del Georgia Institute of Technology hanno esaminato campioni d’aria raccolti a diverse miglia di altezza da un volo aereo durante degli uragani e hanno scoperto che le cellule viventi rappresentavano circa il 20% dei microbi portati dalle tempeste. Kostas Konstantinidis, un microbiologo presso il Georgia Institute of Technology conferma: «Non ci aspettavamo di trovare così tante cellule batteriche intatte e vive a 10.000 metri». Konstantinidis e il suo team sono particolarmente interessati a come i microbi contribuiscono alla formazione delle nubi e alle precipitazioni. I nuclei nei batteri nell’aria avviano la condensazione. Alcuni scienziati ritengono che i microbi possano svolgere un ruolo importante nella meteorologia e Konstantinidis è convinto che «Hanno un grande potenziale per influenzare la formazione di nubi e il clima».

Invece Smith è incuriosito da come i microbi sopravvivano e  forse si proteggano dalle radiazioni nell’alta atmosfera durante lunghi viaggi che durano giorni. Smith è a capo del progetto Exposing Microorganisms in the Stratosphere (EMIST),  che ha trasportato per due volte su un pallone della sporulazione batterica a 125.000 piedi sopra il deserto del New Mexico, per indagare la loro sopravvivenza.

La Nasa dice che questi progetti sono legati alla protezione del nostro pianeta ed alla ricerca di vita extraterrestre: «Se un veicolo spaziale contaminato da batteri terrestri raggiunge Marte,  che ha condizioni simili alla stratosfera  terrestre e i batteri sopravvivono, potrebbe complicare la nostra ricerca delle prove di vita su Marte o addirittura uccidere i microbi nativi, se esistono. Ma ci sono anche possibilità ben più ampie. Come i ricercatori precedenti, che hanno esplorato la foresta pluviale alla ricerca di medicine miracolose, i ricercatori un giorno potrebbero trovare rimedi nei minuscoli abitanti dell’atmosfera. Forse i batteri atmosferici ci possono offrire la crema solare definitiva e la protezione contro le radiazioni».

Smith conclude: «E’ straordinario che un organismo in grado di sopravvivere ad un ambiente così duro sia in molti casi una singola cellula. Come possono fare quello che stanno facendo?»