Le abitudini giornaliere dei batteri marini

Scendono nelle profondità marine durante le ore della notte e risalgono alla superficie durante il giorno, quando necessitano della luce solare per fissare il carbonio. Scopriamo le abitudini giornaliere dei microscopici abitanti degli oceani.

Immaginate una grande citta, brulicante di vita. E immaginate che questa città si trovi in una goccia d'acqua. Fantascienza? No, basterebbe osservarne una per scoprire che è popolata da centinaia di specie diverse di batteri che hanno dei loro cicli giornalieri, non tanto diversi da quelli degli abitanti di una grande metropoli.

Gli scienziati infatti sono riusciti ad osservare le comunità di questi microrganismi, scoprendo che hanno ritmi di vita che si alternano tra sonno e veglia, e capacità di movimento, di lavoro e di nutrimento praticamente alla stessa ora. Infatti durante uno studio sugli ecosistemi, due ricercatori statunitensi, Edward F. DeLong ed Elizabeth A.Ottesen, hanno osservato che la vita delle popolazioni marine di microrganismi autotrofi (quelli che svolgono la fotosintesi), non è governata solamente dall'alternanza tra luce e buio, ma al contrario, alcuni dei loro comportamenti sono coordinati tra i componenti di una stessa popolazione, e differiscono da quelli delle altre.

Batteri planctonici marini (© Università delle Hawaii di Manoa).

I due ricercatori hanno condotto i loro studi nella stazione di ALOHA, un sito di osservazione delle profondità dell’oceano e dell’atmosfera, largo dodici miglia, situato 100 Km a nord dell’isola hawaiana di Oahu. Lo studio è stato condotto sul campo, preferito al laboratorio, e gli sfasamenti di comportamenti tra le varie popolazioni sono stati rilevati grazie alle variazioni dei profili genetici che regolano le attività metaboliche dei microrganismi proprio nel loro ambiente. Le osservazioni sono state rese possibili dalle avanzate tecniche di sequenziamento dell'RNA nelle comunità microbiche, che consentono di avere profili dell’intero genoma di più specie in una sola volta. Sono state esaminate le diverse specie di batteri mentre esprimevano tipi di geni in diversi cicli-sveglia, come per esempio tipi di geni necessari per ricostituire poteri di raccolta della luce solare durante la notte, o altri indispensabili per costruire nuove proteine durante il giorno.

“Mi piace dire che cantano in armonia”, afferma Edward F. DeLong, che è professore di oceanografia presso l’Università delle Hawaii e a capo del team del Massachusetts Institute of Technology che ha fatto questa scoperta. “Per ogni specie indicata, le trascrizioni, cioè le informazioni che un gene trasmette per specifiche vie metaboliche, iniziano alla stessa ora ogni giorno, il che suggerisce una sorta di organizzazione temporale a comparti. La regolarità e la tempistica delle singole attività microbiche somiglia alla regolazione delle attività umane: orari di punzonatura negli uffici e spostamenti dei lavoratori, giorno per giorno”, dice DeLong, che assicura: “E’un nuovo risultato biologicamente e biogeochimicamente rilevante”.

La coordinazione dei geni tra le diverse specie di microbi dell’oceano potrebbe avere importanti conseguenze per la trasformazione dell’energia nel mare. I microrganismi marini infatti sono strettamente legati alla salute degli oceani. Ma restano da determinare i meccanismi che regolano questa periodicità.