Grazie ai batteri, c’è ancora vita in una mortale grotta romana

Forse tutto ciò che entra in questa grotta morirà. Un gufo steso a terra, e anche un pipistrello, soffocarono entrambi. I fumi vulcanici penetrano nella grotta attraverso le fessure del terreno con tutte le loro conseguenze. Nulla è sopravvissuto in fondo alla grotta di zolfo sul Monte Putoroso in Romania – soprannome montagna puzzolente. La vita si allontana anche fuori dalla grotta: le piante iniziano a crescere di più.

Le condizioni sono dure a causa dei fumi vulcanici. Il gas di zolfo si deposita sulla superficie della roccia, il che la rende eccezionalmente acida: il valore del pH è 1. È acido quanto l’acido dello stomaco umano, progettato per abbattere tutto ciò che vi entra. La maggior parte della vita non resiste più a un pH di 5, ma qui è diecimila volte più acido. Con una tuta protettiva puoi entrare, ma non per molto: altrimenti le tue scarpe si scioglieranno.

La luce del sole o l’acqua corrente renderanno più facile per la vita stabilirsi nella grotta, ma anche questo non esiste. Poiché non c’è luce solare, non c’è fonte di energia da cui possano crescere batteri o piante. E gli idrocarburi non scorrono come gli zuccheri, dai quali gli organismi viventi possono attingere energia.

mucoso

Ma nel 2015, i ricercatori hanno fatto una scoperta inaspettata. Una striscia orizzontale larga circa cinque centimetri attraversa la parete della grotta, dove in una sostanza mucosa compaiono tutti i tipi di microrganismi. Insieme formano un piccolo ecosistema. Un gruppo internazionale di scienziati sta ora studiando questo: come potrebbe esistere un ecosistema lì? E diventando più piccoli, dove sono i limiti della vita?

La vita in una grotta sulfurea si trova direttamente sulla parete dove i gas vulcanici entrano in contatto con l’aria “normale”. Il gas vulcanico è più pesante, scende sul fondo e c’è aria ricca di ossigeno nella parte superiore della grotta. È facile vedere dove si trova la striscia praticabile, che si trova al confine tra gas vulcanico e aria: il fondo della grotta è di un giallo velenoso di zolfo precipitato.

L’ecosistema potrebbe essere proprio all’interfaccia perché utilizza il metano dei gas vulcanici in basso e l’ossigeno dall’aria in alto, si scopre. Questo grazie a un batterio speciale che è il centro del microecosistema, ha scritto la scorsa settimana un gruppo internazionale di scienziati Microbiologia della natura.

I batteri sono particolari per molte ragioni. Solo perché sono chiamati micobatteri. Molti micobatteri sono agenti patogeni – i più famosi dei quali sono i batteri della tubercolosi e i batteri della lebbra – che non crescono senza un ospite. “Ma questo ragazzo vive libero”, afferma Wilbert Peter, professore di microbiologia molecolare e medica all’UMC Amsterdam e alla VU University. “È noto che i micobatteri crescono nell’ambiente, ma ce n’è uno che si trova prevalentemente nella grotta, ed è speciale”.

Pochi batteri l’hanno dominato

Wilbert Pietro professoressa

Inoltre, i batteri delle caverne sembrano essere strettamente correlati ai batteri della tubercolosi. La compagnia di Bitter indaga su molti batteri fungini, in particolare la tubercolosi. Di conseguenza, questi batteri ci insegnano di più sui batteri della tubercolosi.

Ma la cosa ancora più speciale è che questi micobatteri sono “metanotrofici”: possono abbattere il metano, usando l’ossigeno per farlo. I batteri possono sopravvivere grazie all’energia che viene rilasciata. “Non è così facile”, dice Peter. “Ci sono pochissimi batteri che lo hanno perfezionato”.

L’ipotesi che i batteri vivano in questo modo è venuta da Rob Van Spanning, che stava cercando la fonte di energia per l’ecosistema. È ricercatore in biologia cellulare molecolare presso la Free University di Amsterdam e primo autore dello studio. “Ho già appreso delle diverse proteine ​​coinvolte nella scomposizione, dal metano all’anidride carbonica”, dice. “Quindi mi è venuto in mente rapidamente, sicuramente questi batteri non possono fare neanche questo?”

Singoli passaggi del processo

La scomposizione del metano in anidride carbonica in natura è graduale e ogni passaggio richiede una proteina diversa. Ad ogni reazione viene aggiunto un atomo di ossigeno o si perde idrogeno. La proteina responsabile della reazione del metano (CH₄) a metanolo (CH .)₄S) ; Un altro dal metanolo alla formaldeide (CH₂S) ; Un terzo riguarda la produzione di formiato (CHO .).₂^–); Quarta fase di reazione finale, a CO₂.

Alcuni noti micobatteri possono eseguire singoli passaggi in questo processo. Ma i micobatteri nella grotta di zolfo producono tutte e quattro le proteine, secondo l’analisi del DNA. I micobatteri non sono mai stati trovati in grado di farlo. I ricercatori suggeriscono un nome logico: Micobatterio metano.

“Vediamo i batteri come la base della piramide alimentare”, afferma Spanning. Quando questi microrganismi muoiono, il contenuto viene rilasciato ad altri membri della comunità. In cima alla piramide alimentare c’è sempre un predatore, forse un fungo delle caverne”. Forse i batteri beneficiano anche di altri batteri, che producono nutrienti azotati.

“La grotta mostra che i microrganismi hanno trovato molte soluzioni diverse per vivere in tali ambienti”, afferma Mike Gettin, professore di microbiologia ambientale alla Radboud University di Nijmegen e non associato alla ricerca. “Bello studio molecolare”, afferma Gettin, che offre una visione più approfondita: “La grotta è quasi completamente isolata dal mondo esterno. Tali sistemi sono buoni analoghi per comprendere la vita sull’antica Terra o forse su altri pianeti”.