Scoperti nella mummia Ötzi lieviti ancora vivi, il microbioma resiste al ghiaccio da 5300 anni

All'interno del corpo di Ötzi, la celebre mummia del Similaun, sono stati identificati e isolati dei lieviti ancora vivi dopo oltre 5.000 anni. L'"uomo venuto dal ghiaccio" è la mummia naturale più antica e meglio conservata d'Europa, risalente a circa il 3300 a.C. Sappiamo che questo uomo di circa 45 anni perse la vita a causa di una violenta aggressione e che da quel momento è rimasto intrappolato nel ghiaccio alpino fino alla sua scoperta, avvenuta accidentalmente nel 1991 sul ghiacciaio del Similaun in Alto-Adige. Le basse temperature non si sono limitate a rallentare la decomposizione del suo corpo, ma hanno preservato anche le tracce dei microrganismi che lo accompagnavano. Oggi, un nuovo studio pubblicato sulla rivista Microbiome ha analizzato questo patrimonio biologico nascosto attraverso tecniche avanzate di sequenziamento del DNA e colture microbiologiche. I ricercatori hanno identificato batteri riconducibili all'antico microbioma intestinale di Ötzi e diversi lieviti perfettamente adattati agli ambienti freddi.

La vera sorpresa è arrivata quando quattro di questi lieviti sono stati isolati e coltivati in laboratorio: i test hanno dimostrato che erano ancora vitali al momento del campionamento. Le analisi hanno indicato che determinate specie adattate al freddo potrebbero aver continuato a persistere nelle particolari condizioni di conservazione.

Come fanno a essere ancora vitali i lieviti identificati in Ötzi

La mummia Ötzi è custodita al Museo Archeologico dell'Alto Adige in una camera a -6 °C e con un'umidità del 99%, parametri che richiamano quelli del ghiacciaio da cui emerse nel 1991. Per la maggior parte dei microrganismi si tratta di un ambiente poco favorevole. Rimane però da capire come reagiscano le specie che, al contrario, sono abituate a vivere nel freddo. Lo studio dell'Institute for Mummy Studies nasce proprio da questo interrogativo e indaga quali microrganismi siano presenti sulla mummia e se alcuni di essi possano ancora essere vitali.

Per rispondere alla domanda, il team ha analizzato campioni provenienti da numerose parti del corpo di Ötzi, dall'acqua ottenuta durante lo scongelamento controllato della mummia, dal ghiaccio superficiale, dal terreno del luogo del ritrovamento e persino dall'aria degli ambienti museali. I ricercatori hanno utilizzato diverse tecniche complementari. Alcune permettono di identificare il DNA dei microrganismi presenti, altre consentono di coltivarli in laboratorio per verificare se siano ancora vitali. Grazie a questo approccio è stato possibile distinguere tra microbi antichi, organismi introdotti più recentemente e specie provenienti dall'ambiente glaciale originario.

Il microbioma della mummia del Similaun: i batteri intestinali antichi

Una delle difficoltà principali era stabilire se questi microrganismi fossero presenti da migliaia di anni oppure se fossero arrivati recentemente. Per farlo gli scienziati hanno studiato i danni accumulati nel DNA nel corso del tempo. Il DNA molto antico presenta infatti alterazioni chimiche caratteristiche che si accumulano dopo secoli o millenni. Nei batteri intestinali antichi queste tracce risultavano particolarmente evidenti, con livelli che in alcuni casi superavano il 10% e arrivavano fino al 20%. Al contrario, alcuni dei lieviti isolati mostravano quantità molto inferiori di questi danni, suggerendo una storia diversa e più recente.

Nei campioni prelevati dall'interno della mummia sono emersi diversi batteri normalmente associati all'intestino umano. Alcuni di questi sono particolarmente interessanti perché oggi vengono osservati più spesso in popolazioni tradizionali e risultano meno comuni nelle società industrializzate. Tra i microrganismi identificati compaiono Romboutsia hominis, Ruminococcus bromii, Treponema succinifaciens, Kineothrix, una gran quantità di batteri appartenenti al genere Clostridia e altri batteri tipici dell'ambiente intestinale. Secondo gli autori, l'intestino di Ötzi rappresenta una sorta di capsula del tempo microbiologica che conserva ancora la firma biologica di una comunità umana vissuta nell'Età del Rame.

La scoperta più sorprendente: i lieviti ancora attivi nell’uomo venuto dal ghiaccio

La parte più inattesa dello studio riguarda però alcuni lieviti, microrganismi appartenenti al regno dei funghi. Dai campioni prelevati sulla pelle e dall'acqua presente all'interno della mummia, i ricercatori sono riusciti a isolare quattro specie diverse: Glaciozyma watsonii, Mrakia robertii, Phenoliferia glacialis e una specie del genere Goffeauzyma. Questi organismi non sono comuni contaminanti provenienti dagli ambienti domestici o dagli alimenti. Le analisi genomiche mostrano che sono strettamente imparentati con lieviti che vivono in ambienti estremamente freddi, come regioni artiche, antartiche e ghiacciai d'alta quota.

Per verificare se la composizione dei lieviti fosse cambiata nel tempo, i ricercatori hanno confrontato due campioni di pelle prelevati nel 2010 e nel 2019. La differenza più evidente ha riguardato Glaciozyma, un lievito tipico degli ambienti freddi. Nel campione del 2010 rappresentava circa l'85% dei lieviti identificati, mentre in quello del 2019 la sua abbondanza relativa era salita al 98%.

I ricercatori hanno osservato anche altre differenze. Nei campioni più recenti il DNA attribuito a Glaciozyma mostrava frammenti di DNA mediamente più lunghi e meno alterazioni. Secondo gli autori, questi risultati indicano che la comunità di lieviti associata alla mummia non è rimasta invariata nel tempo. Alcune specie possiedono, inoltre, geni legati alla produzione di enzimi capaci di degradare diverse sostanze biologiche, come pelle o tessuti. Da soli questi dati non dimostrano che tali processi di degradazione stiano già avvenendo sulla mummia, ma aiutano a capire quali siano le potenziali capacità biologiche di questi organismi. E questo, come dichiarato dal dott. Maixner, coautore dello studio, al giornale El Paìs, "potrebbe rappresentare un pericolo latente per l'integrità della mummia nel lungo termine"

La ricerca lascia però aperto un interrogativo: questi lieviti sono rimasti attivi per tutto il tempo, anche se molto lentamente, oppure hanno attraversato lunghi periodi di quiescenza e si sono riattivati al momento della raccolta? Le analisi effettuate finora non permettono di scegliere con sicurezza tra le due possibilità.

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