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Un nuovo studio pubblicato su PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) ha dimostrato che i suoli antartici ospitano microrganismi endemici, cioè esclusivi di quel continente e non presenti altrove sulla Terra. Per decenni la microbiologia ha lavorato su un'ipotesi di fondo, riassunta nella formula "everything is everywhere" ("tutto è ovunque"): dato che i microrganismi sono piccolissimi e vengono trasportati con facilità, si pensava che qualsiasi ceppo batterico potesse, in teoria, comparire in qualunque angolo del globo, purché le condizioni ambientali fossero adatte. L'Antartide, però, secondo il team guidato dal ricercatore Nick Dragone e dal microbiologo Noah Fierer (entrambi del CIRES, Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences), potrebbe rappresentare l'eccezione che conferma la regola. Il continente bianco è talmente isolato dal punto di vista geografico che i microrganismi che vi si sono adattati nel tempo potrebbero non essere mai riusciti a "viaggiare" altrove, ed è altrettanto improbabile che ceppi provenienti da altre zone del mondo siano riusciti a colonizzarlo.
L'Arthrobacter e la sua resistenza al gelo
Per mettere alla prova l'ipotesi, i ricercatori hanno scelto come protagonista il genere, un gruppo di batteri cosmopolita, cioè normalmente distribuito nei suoli di tutto il mondo, dai deserti caldi alle zone temperate. Proprio la sua diffusione globale lo rendeva il candidato ideale per un confronto: se anche un batterio così "generalista" avesse mostrato ceppi esclusivi in Antartide, la prova sarebbe stata solida.
L'Arthrobacter è noto per essere estremamente resiliente: cresce molto lentamente ed è attrezzato per sopravvivere in condizioni proibitive per la maggior parte degli altri microrganismi, come l'aridità estrema e le temperature polari tipiche di un deserto freddo. In laboratorio, gli scienziati hanno anche ricreato artificialmente le condizioni antartiche per osservare come si comportassero i diversi ceppi: quelli antartici sono cresciuti più lentamente rispetto ai "cugini" di altre parti del mondo, ma si sono rivelati decisamente più resistenti allo stress ambientale.
Come si è svolta l'analisi genetica dei microbi tra i deserti freddi
Per prima cosa, il team ha sequenziato il genoma dei ceppi di Arthrobacter raccolti da campioni di suolo prelevati in diverse zone dell'Antartide. Poi ha confrontato queste sequenze genetiche con quelle di ceppi provenienti da altri ambienti freddi e aridi del pianeta (altopiano del Tibet, arcipelago artico delle Svalbard e deserto di Atacama in Cile) recuperate da database genomici pubblici.
Il confronto ha coinvolto oltre 100 ceppi antartici e quasi 500 ceppi provenienti dal resto del mondo. Il 90% dei ceppi antartici sequenziati non aveva alcuna corrispondenza altrove, nemmeno negli ambienti più simili per clima e aridità. Come ha spiegato Fierer, in passato erano stati individuati solo pochi microbi endemici; trovare una percentuale così alta di ceppi esclusivi in un unico continente non ha precedenti in letteratura, e apre la strada a nuove ricerche per capire se lo stesso schema valga anche per altri gruppi microbici.
L'importanza di proteggere una biodiversità invisibile in Antartide
Come sottolinea Byron Adams, biologo della Brigham Young University e coautore dello studio, quando si parla di biodiversità antartica il pensiero va a pinguini, foche e balene: le specie "di superficie", facili da fotografare e da amare. Questo studio dimostra invece che alcune delle forme di vita più distintive del continente sono microscopiche. Il messaggio dei ricercatori è che proteggere la natura antartica non significa soltanto tutelare la fauna più iconica, ma anche preservare la storia biologica racchiusa nel suolo. Ogni campione può contenere batteri che non esistono in nessun altro punto del pianeta come risultato di milioni di anni di isolamento evolutivo.
"Sapevamo già che un'ampia varietà di microbi può sopravvivere alle condizioni inospitali dell'Antartide. Ora sappiamo che alcuni di questi microbi sono anche unici dell'Antartide e si sono adattati in modo particolare alla vita nel continente meridionale.
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