I microrganismi che vivono sotto il fondale marino profondo sono in stand-by evolutivo

Scoperta che cambia la comprensione della vita microbica nella biosfera profonda

[28 aprile 2017]

Lo studio “Microbial community assembly and evolution in subseafloor sediment”, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences – PNAS, da un team di ricercatori danesi,svedesi e statunitensi  dimostra che i sedimenti al di sotto del fondale marino «sono popolati da discendenti di rari membri della comunità microbiche dei sedimenti di superficie che diventano predominanti durante il seppellimento nel corso di migliaia di anni».

In un insieme di popolazioni microbiche tassonomicamente diverse presenti nei sedimenti marini la diversificazione genetica è minima e i dati dello studio  suggeriscono che «La capacità dei microbi sotto il fondale marino di sussistere nella biosfera di profondità priva di energia non è stata acquisita durante il seppellimento, ma questi microbi erano già in grado di vivere in questo ambiente unico. Questi risultati rappresentano un passo significativo verso la comprensione dei limiti per la vita nella biosfera di profondità e la sua connessione con la vita nel mondo di superficie».

I ricercatori del Centro per la geomicrobiologia presso dell’università danese di Aarhus hanno sequenziato il genoma di diversi microrganismi che vivono sotto il  fondo marino nella baia di Århus e dicono che «L’evoluzione microbica si è arrestata nel sottosuolo del  fondo marino quando le cellule sono state sepolte sotto sotto uno strato sempre crescente di fanghi depositati e e quindi il loro materiale genetico è rimasto  inalterato durante millenni».

Secondo il danese Kasper U. Kjeldsen, del Centro per geomicrobiologia di Aarhus, «Questo significa che questi microrganismi sepolti hanno presumibilmente una bassissima capacità di adattamento, a differenza della vita microbica che ci circonda nel nostro ambiente».

Normalmente, attraverso mutazioni genetiche, i microorganismi sono in grado di sviluppare nuove proprietà in un breve  lasso di tempo breve, adattandosi così rapidamente in risposta al loro ambiente. Ma i ricercatori hanno dimostrato che sotto il fondo del mare i microbi sono in una sorta di stand-by evolutivo: «crescono al rallentatore, con tempi di generazione fino a 100 anni. Dunque, le mutazioni appaiono e si diffondono molto lentamente nelle popolazioni del sottosuolo. In confronto, i batteri intestinali hanno tipicamente tempi di generazione di 20 minuti. I microrganismi del fondale profondo vivono in un ambiente, che è estremamente scarso di  cibo. In parole povere, mangiano in un cestino da pranzo che ha alimentato i loro antenati per migliaia di anni, e la disponibilità di energia è quindi minima».

Per questo le specie microbiche che si trovano nei fondali marini profondi, sono le stesse  che hanno vissuto sotto il fondo del mare per migliaia di anni fa. A differenza della maggior parte dei membri della comunità di superficie, questi microrganismi sopravvivono sepolti sempre più in profondità nel sottosuolo.

All’università di  Aarhus aggiungono che «Rimane un mistero perché questi microrganismi hanno la capacità intrinseca di crescere nelle condizioni estreme che si verificano nel fondo marino profondo.

I ricercatori sperano che queste nuove possano aiutarci a capire e ricostruire le condizioni ambientali e climatiche del passato sulla base dell’analisi della composizione delle specie microbiche nei campioni dei sedimenti marini profondi.