Il 90% dei batteri studiati in Antartide è unico

AGI - Il 90% dei ceppi antartici di batteri del gruppo Arthrobacter analizzati da un gruppo internazionale di ricercatori non è stato trovato in nessun altro luogo della Terra, fornendo nuove prove dell'esistenza di microrganismi endemici dell'Antartide. A scoprirlo sono stati Nick Dragone, ricercatore post-dottorato, Noah Fierer, membro del CIRES e direttore del Center for Microbial Exploration, e colleghi, che hanno confrontato oltre 100 ceppi provenienti dall'Antartide con quasi 500 raccolti in altre località del pianeta.

Gli esperimenti hanno inoltre mostrato che i ceppi antartici crescono nella maggior parte dei casi più lentamente, ma sono molto resistenti e particolarmente adattati alle condizioni del continente. Lo studio, coordinato da ricercatori dell'Università del Colorado a Boulder, è pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas).

Le condizioni estreme dell'Antartide

La scoperta mette alla prova un'idea a lungo diffusa in microbiologia, secondo la quale l'elevata capacità di dispersione dei microrganismi renderebbe molto difficile trovare specie o ceppi confinati a una determinata area geografica: i microbi possono percorrere distanze enormi, trasportati nell'atmosfera o dalle correnti oceaniche, superando barriere geografiche che limitano invece la distribuzione di animali e piante. "In microbiologia si è a lungo dato per scontato che 'tutto sia ovunque'", ha spiegato Dragone. "L'Antartide è stata spesso considerata una possibile eccezione e i nostri risultati supportano questa idea. Alcuni microbi del suolo antartico sembrano essere distinti da quelli trovati nei suoli di altre parti del mondo".

Proprio l'isolamento geografico e le condizioni estreme dell'Antartide hanno spinto il gruppo a cercare nel continente una possibile biodiversità microbica esclusiva. "Se scoprissimo di dover cercare microrganismi endemici, un buon punto di partenza sarebbe l'Antartide, perché si tratta di un intero continente geograficamente isolato", ha detto Fierer. "Presenta inoltre condizioni uniche, non riscontrabili in altri ambienti del suolo. Il freddo è l'elemento più evidente, ma anche l'estrema siccità; l'Antartide è un deserto".

L'analisi sui batteri 

I ricercatori hanno concentrato l'analisi sui batteri del gruppo Arthrobacter, diffusi nei suoli di numerose regioni del pianeta, dall'Antartide al Colorado fino alle zone tropicali, e relativamente facili da coltivare in laboratorio. I campioni antartici sono stati confrontati anche con quelli provenienti da ambienti freddi e aridi, tra cui l'altopiano tibetano, le Svalbard nell'Artico e il deserto di Atacama in Cile. "Il gruppo degli Arthrobacter si trova in tutto il pianeta, ma se osserviamo attentamente i singoli ceppi, proprio come per i pinguini, l'Antartide ha chiaramente una sua storia biologica distintiva", ha spiegato Byron Adams, professore di biologia alla Brigham Young University e coautore dello studio.

Due fasi di ricerca

L'indagine si è sviluppata in due fasi. Nella prima, gli scienziati hanno sequenziato i genomi dei ceppi di Arthrobacter presenti nei campioni di terreno antartico e ne hanno confrontato le caratteristiche genomiche con quelle dei batteri provenienti da campioni di suolo di altre regioni del mondo disponibili in database pubblici. "In precedenza, erano stati trovati solo pochi microbi endemici in ambienti molto specifici", ha osservato Fierer. "Il ritrovamento di organismi distinti in Antartide e presenti solo lì suggerisce che potrebbero essercene altri anche in altre località; verificare se altri gruppi microbici mostrano questi stessi schemi è un'ottima direzione da seguire".

Nella seconda fase, il gruppo ha coltivato in piastre di Petri i ceppi di Arthrobacter nel laboratorio di Fierer alla CU Boulder, riproducendo condizioni caratteristiche dell'ambiente antartico per verificare la loro risposta alla temperatura e alla siccità. Nella maggior parte dei casi i ceppi provenienti dall'Antartide crescevano più lentamente, ma mostravano una forte resistenza: risultati che, secondo i ricercatori, indicano come i ceppi siano non solo distinti da quelli trovati altrove, ma anche particolarmente adattati alle condizioni del continente. Il lavoro è stato possibile anche grazie ai campioni di terreno raccolti in diverse aree dell'Antartide attraverso collaborazioni internazionali sviluppate nel corso di decenni.

Una biodiversità da proteggere

I risultati aprono ora la strada all'analisi di altri gruppi microbici, per verificare quanto l'endemicità osservata negli Arthrobacter sia diffusa nella biodiversità microscopica antartica. "Tendiamo a pensare alla biodiversità in termini di pinguini, foche e balene, ma questo dimostra che alcune delle specie più caratteristiche dell'Antartide sono microscopiche", ha affermato Adams. "Proteggere la biodiversità antartica significa anche proteggere la storia biologica racchiusa in una manciata di suolo". "Sapevamo già che un'ampia varietà di microbi può sopravvivere alle condizioni inospitali dell'Antartide", ha concluso Fierer. "Ora sappiamo che alcuni di questi microbi sono anche unici dell'Antartide e si sono adattati in modo particolare alla vita nel continente meridionale".