La coscienza dell’oceano mare: il picoplancton

Il fascino del mare è senza tempo, nella sua immensa vastità, ha ispirato non poco la mente di quanti lo hanno navigato, osservato, descritto, dipinto, raccontato. Nel suo esprimersi, attraverso le onde e le correnti, le tempeste, i marosi e i suoi innumerevoli abitanti, ha in qualche modo parlato all’uomo.

Di questo linguaggio, si sono occupati alcuni ricercatori del Massachusetts Institute of Technology e del Monterey Bay Aquarium Research Institute con una particolarissima ricerca che mostra il modo in cui diverse specie di microrganismi marini, come il picoplancton, siano in grado di reagire all’unisono rispetto ai cambiamenti ambientali, come se fossero governati da una sorta di “mente oceanica” unitaria.

Questi microrganismi marini, sebbene siano creature infinitesimali, notevolmente diverse dagli esseri umani e dai funghi, sono in grado di rispondere in maniera coordinata alle mutevoli condizioni dell’ambiente circostante.

Come avvenga tutto questo ancora non è ben compreso, ma in base ai dati raccolti, i risultati mostrano che i microrganismi dipendono l’uno dall’altro, quasi allo stesso modo in cui avviene tra le cellule di un corpo umano. Questo potrebbe spiegare perchè alcune specie di microrganismi risultano impossibili da crescere in isolamento.

Nell’oceano è presente una sorprendente varietà di microrganismi chiamati picoplancton, forme di vita relativamente semplici, come i batteri marini, alghe unicellulari e protozoi, e organismi più complessi come larve e crostacei minuscoli.

Per riuscire a capire come avviene l’interazione, il team hanno studiato e monitorato la loro attività ricostruendo una “giornata tipo” delle minuscole forme di vita. Alla fine, ne è uscito fuori un film che mostra le attività simultanee del picoplancton nel suo habitat naturale.

Per portare aventi questa affascinante indagine speculativa, è stato utilizzato un dispositivo robotico posto alla deriva sotto la superficie del mare, in grado di raccogliere un miliardo di campioni di microbi ogni quattro ore. Grazie ad un meccanismo simile a quello per realizzare filmati veloci (il time-lapse), il robot ha potuto catturare tutte le informazioni espresse dai geni dei microbi al momento della loro cattura. Successivamente, montando le informazioni ottenute dal robot, gli scienziati hanno ricostruito l’attività dei microbi nell’arco di due giorni.

Secondo quanto dichiarato Edward DeLong, professore del Massachusetts Institute of Technology fino ad oggi non era stato possibile osservare il comportamento dei microbi nel loro habitat naturale con un tale risoluzione.

Ciò che ha sorpreso non poco i ricercatori è la sincronia con cui sembra che i microrganismi interagiscano tra di loro, variando simultaneamente l’espressione genica del metabolismo.

In un caso è stato osservato che un gruppo di microbi ha cominciato a produrre energia rilasciando anidride carbonica, nel momento stesso in cui un altro gruppo ha cominciato a modificarsi per assorbire la stessa anidrite carbonica. In un altro, alcuni picoplancton hanno cominciato a consumare grandi composti organici, quali proteine e grassi, scomponendole nel processo metabolico in composti organici più semplici, come gli amminoacidi. Un volta rilasciati in mare, il materiale organico è stato consumato da un altro gruppo di picoplancton già pronto ad utilizzarlo.

Sulla base di queste osservazioni, gli sicenziati hanno ipotizzato che i microrganismi reagiscano simultaneamente di fronte agli stessi cambiamenti ambientali, probabilmente a causa dei mutamenti delle condizioni o della quantità di materia organica disponibile nelle immediate vicinanze.
Dunque essi sono particolarmente sensibili ai lievi cambiamenti naturali e capaci di alterare la loro struttura genica rapidamente in risposta alle variazioni di temperatura, luce, disponibilità di nutrienti e altre variabili ambientali. In parole povere, i cambiamenti della loro espressione genica raccontano la storia del loro habitat e la loro interazione con esso. In un certo senso, ogni picoplancotn è come un sensore vivente.

Stupefacente è la risposta differente dei vari gruppi di microrganismi di fronte ai cambiamenti. Ciò che ancora sfugge ai ricercatori è in che modo i microrganismi comunichino fra di loro, si suppone che i vari gruppi collaborino per ottenere diverse tipologie di cibo.

“Questi risultati mostrano una sorprendente attività di coordinamento tra microbi marini”, ha sottolineato un portavoce del Monterey Bay Aquarium Research Institute. “Essi suggeriscono che, come avviene nelle catene alimentari degli organismi più grandi, molti gruppi diversi di microbi possono contare gli sugli altri per sopravvivere giorno per giorno. Questo potrebbe aiutarci a capire perchè è così difficile, o impossibile, farli crescere da soli in laboratorio”.

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