L’Antartide ospita microbi che non si trovano da nessun’altra parte sulla Terra

A differenza di animali o piante, i microbi possono disperdersi lontanamente, muovendosi intorno al pianeta in modi che altre specie non possono: la ricerca di microbi endemici nell’Antartide isolata, l’ambiente più estremo della Terra, può smentire questa teoria sbagliata.

 

 

 

Gli scienziati si sono spesso interrogati sulle specie uniche dell’Antartide.

Ma l’attenzione è stata principalmente sugli animali, come i pinguini piumati.

Ma i ricercatori del CIRES volevano scavare più a fondo — nei suoli — credendo che piccoli organismi microscopici potessero essere unici anche per il continente.

Il team, guidato dal ricercatore post-dottorato Nick Dragone e co-autore del CIRES Fellow e Direttore del Center for Microbial Exploration Noah Fierer, ha recentemente trovato prove che specifici microbi nei suoli antartidi sono endemici — situati sul continente e in nessun’altra parte della Terra.

I risultati sono stati pubblicati  negli Atti della National Academy of Sciences.

“Esiste un’assunzione di lunga data in microbiologia che ‘tutto sia ovunque’,” diice Dragone.

“L’Antartide è spesso stata vista come una possibile eccezione, e le nostre scoperte supportano questa idea. Alcuni microbi del suolo antartico sembrano essere distinti da quelli presenti in altri suoli del mondo.”

A differenza di animali o piante, i microbi possono disperdersi lontanamente, muovendosi intorno al pianeta in modi che altre specie non possono.

Possono afferrare una corrente ascendente e fluttuare nell’atmosfera o salire su una corrente oceanica verso il mare.

Gli autori credevano che la ricerca di microbi endemici nell’Antartide isolata, l’ambiente più estremo della Terra, potesse smentire questa teoria sbagliata.

“Se scopriamo che stiamo cercando microrganismi endemici, un buon punto di partenza è l’Antartide, perché è un intero continente geograficamente isolato,” disse Fierer. Presenta inoltre condizioni uniche che non si trovano tipicamente in altri ambienti del suolo. Il freddo è quello ovvio, ma anche molto secco; L’Antartide è un deserto.”

Per testare questa ipotesi, il team si è concentrato sui ceppi batterici all’interno del gruppo Arthrobacter, poiché questo gruppo è comune nei suoli dall’Antartide al Colorado fino ai tropici.

Questi ceppi possono anche essere facili da coltivare in laboratorio, un passo importante nella loro ricerca.

“L’arthrobacter come gruppo può trovarsi in tutto il pianeta, ma se osserviamo da vicino i singoli ceppi, proprio come i pinguini, l’Antartide ha chiaramente una sua storia biologica distintiva”, ha detto Byron Adams, professore di biologia alla Brigham Young University e coautore dello studio.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno analizzato campioni di suolo provenienti dall’Antartide e da ambienti freddi e secchi simili come l’Altopiano Tibetano, la Svalbard nell’Artico e il deserto di Atacama in Cile.

In totale, hanno testato oltre 100 ceppi antartici e quasi 500 provenienti da altre località nel mondo.

Lo studio dei campioni di suolo raccolti in tutto il continente antartico è stato fondamentale per questo progetto.

Dragone e Fierer hanno entrambi sottolineato che la ricerca è stata resa possibile da collaborazioni a lungo termine tra team internazionali che hanno trascorso decenni a raccogliere campioni in tutto il continente per vari progetti.

Dragone e la sua squadra affrontarono la loro ricerca in due fasi.

Per prima cosa, hanno sequenziato i genomi dei ceppi di Arthrobacter trovati nei campioni di suolo antartico.

Successivamente, hanno confrontato i tratti genomici di quei batteri trovati nei campioni antartici con quelli trovati nei campioni di suolo provenienti da tutto il mondo raccolti da database pubblici.

Questo passaggio ha fornito prove che i batteri specifici trovati nei campioni del suolo antartico erano diversi, con il 90 percento dei ceppi trovati in Antartide che non si trovava altrove sulla Terra.

“In precedenza sono stati trovati solo pochi microbi endemici in ambienti molto specifici,” ha detto Fierer.

“Trovare organismi distinti in Antartide e trovati solo lì suggerisce che potrebbero esserci alcuni in altre località; Se altri gruppi microbici mostrino questi schemi è una buona direzione.”

Successivamente, il team ha utilizzato campioni di suolo per coltivare ceppi di Arthrobacter in piastre di Petri nel laboratorio di Fierer alla CU Boulder.

Imitavano l’ambiente ostile dell’Antartide per vedere come diversi ceppi si adattassero alle condizioni, come temperatura e secchezza.

Per lo più, hanno scoperto che le varianti antartiche crescevano più lentamente ma erano molto resistenti.

Questo ultimo passaggio dimostra che, oltre a essere endemiche, questi ceppi di Arthrobacter sono unicamente adattati all’Antartide.

Il lavoro prepara il terreno per future ricerche sulla vita microbica in Antartide.

“Tendiamo a pensare alla biodiversità in termini di pinguini, foche e balene, ma questo dimostra che alcune delle specie più distintive dell’Antartide sono microscopiche”, ha detto Adams.

“Proteggere la biodiversità antartica significa anche proteggere la storia biologica contenuta in una manciata di suolo.”

“Sapevamo già che una vasta diversità di microbi può sopravvivere alle condizioni inospitali dell’Antartide,” ha detto Fierer.

Ora sappiamo che alcuni di questi microbi sono unici anche dell’Antartide e sono adattati in modo unico alla vita sul continente meridionale.”