E se il mare avesse una coscienza?

Un affascinante studio condotto dai ricercatori del Massachusetts Institute of Technology e del Monterey Bay Aquarium Research Institute mostra il modo in cui diverse specie di microrganismi marini, come il picoplancton, siano in grado di reagire all'unisono rispetto ai cambiamenti ambientali, come se fossero governati da una sorta di “mente oceanica” unitaria

I ricercatori hanno scoperto che i microbi marini, sebbene siano creature infinitesimali notevolmente diverse dagli esseri umani e dai funghi, sono in grado di rispondere in maniera coordinata alle mutevoli condizioni dell'ambiente circostante.
Tale collegamento non è ancora ben compreso, ma i risultati mostrano che i microrganismi dipendono l'uno dall'altro, quasi allo stesso modo in cui avviene tra le cellule di un corpo umano. Lo studio potrebbe aiutare i ricercatori a capire perchè alcune specie di microrganismi risultano impossibili da crescere in isolamento.
L'oceano terrestre contiene una sorprendente varietà di organismi estremamente piccoli chiamati picoplancton, una categoria ecologica che comprende forme di vita relativamente semplici, come i batteri marini, alghe unicellulari e protozoi, e organismi più complessi come larve e crostacei minuscoli. Per capire in che modo i microrganismi interagiscono tra loro, i ricercatori hanno monitorato la loro attività ricostruendo una “giornata tipo” delle minuscole forme di vita. Alla fine, ne è uscito fuori un film che mostra le attività simultanee del picoplancton nel suo habitat naturale.
I microbiologi hanno utilizzato un dispositivo robotico posto alla deriva sotto la superficie del mare, in grado di raccogliere un miliardo di campioni di microbi ogni quattro ore. Con un meccanismo simile a quello per realizzare filmati veloci (il time-lapse), il robot ha catturato tutte le informazioni espresse dai geni dei microbi al momento della loro cattura. Successivamente, montando le informazioni ottenute dal robot, gli scienziati hanno ricostruito l'attività dei microbi nell'arco di due giorni.

“Un naturalista come Sir David Attenborough poteva seguire un branco di alci e vederne come il comportamento cambiava di ora in ora, di giorno in giorno e di settimana in settimana. Noi, invece, fino ad oggi non eravamo mai stati in grado di osservare il comportamento dei microbi nel loro habitat naturale con questo tipo di risoluzione”, spiega Edward DeLong professore dell'MIT e autore principale dell'articolo comparso il 21 gennaio su Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Abbiamo essenzialmente immortalato un giorno di vita di questi microbiche”, continua DeLong sul resoconto offerto dell'MIT. “Non più di tre anni fa, non avrei nemmeno preso in considerazione la possibilità di ottenere una foto ad alta risoluzione della dinamica della popolazione microbica e della loro attività nell'habitat naturale”.
Uno dei risultati più sorprendenti dell'osservazione, e che gli stessi scienziati non avevano mai visto prima, è la sincronia con la quale sembra che i microrganismi interagiscano tra di loro, variando simultaneamente l'espressione genica del metabolismo.
In un caso si è visto che un gruppo di microbi ha cominciato a produrre energia rilasciando anidride carbonica, nel momento stesso in cui un altro gruppo ha cominciato a modificarsi per assorbire la stessa anidrite carbonica. In un altro caso, alcuni picoplancton hanno cominciato a consumare grandi composti organici, quali proteine e grassi, scomponendole nel processo metabolico in composti organici più semplici, come gli amminoacidi. Un volta rilasciati in mare, il materiale organico è stato consumato da un altro gruppo di picoplancton già pronto ad utilizzarlo.
I ricercatori hanno ipotizzati che i microbi reagiscano simultaneamente di fronte agli stessi cambiamenti ambientali, probabilmente a causa dei mutamenti delle condizioni ambientali o della quantità di materia organica disponibile nelle immediate vicinanze.
A quanto pare, i microbi sono straordinariamente sensibili ai lievi cambiamenti naturali e capaci di alterare la loro struttura genica rapidamente in risposta alle variazioni di temperatura, luce, disponibilità di nutrienti e altre variabili ambientali. In sostanza, i cambiamenti della loro espressione genica sono in grado di raccontare la storia del loro habitat e la loro interazione con esso. In un certo senso, i ogni microbo è come un sensore vivente.
Ciò che stupisce è la risposta differente dei vari gruppi di microrganismi di fronte ai cambiamenti. Anche se i ricercatori non sono in grado di comprendere in che modo i microrganismi comunichino fra di loro, essi sospettano che i vari gruppi collaborino per ottenere diverse tipologie di cibo.
“Questi risultati mostrano una sorprendente attività di coordinamento tra microbi marini”, ha sottolineato un portavoce del Monterey Bay Aquarium Research Institute. “Essi suggeriscono che, come avviene nelle catene alimentari degli organismi più grandi, molti gruppi diversi di microbi possono contare gli sugli altri per sopravvivere giorno per giorno. Questo potrebbe aiutarci a capire perchè è così difficile, o impossibile, farli crescere da soli in laboratorio”.

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