Microbi marini impediscono ai gas serra di entrare nell’atmosfera
Il metano (CH4) è un potente gas a effetto serra, ma la quantità emessa nell’ambiente dagli ecosistemi è limitata da alcuni tipi di microorganismi. Questi microorganismi, detti metanotrofi, ossidano il CH4 per ottenere energia e una fonte di carbonio per il loro metabolismo. Anche se l’ossidazione del metano può avvenire in modo aerobico o anaerobico, si sa poco sui metanotrofi anaerobici. L’ossidazione anaerobica del metano da parte di microbi conosciuti con il nome di archei associata alla riduzione di un solfato (SO42-) da parte di batteri impedisce l’emissione del CH4 nell’atmosfera dall’ambiente marino. I microorganismi responsabili di questo processo e le loro reazioni sono stati studiate dal progetto SUREANMETOX (Sulphate reduction dependent anaerobic methane oxidation in novel membrane and electrochemical bioreactors). I ricercatori hanno sviluppato due reattori distinti per l’arricchimento di microorganismi che effettuano l’AOM. In un reattore è stata usata una membrana esterna per permettere l’efficiente ritenzione di biomassa, mentre l’altro reattore è stato progettato come una matrice compatta a irrorazione per assicurare la ritenzione. La riduzione del solfato è stata misurata insieme alla produzione di solfuro sia nel bioreattore a membrana (MBR) che nel reattore a matrice compatta (PBR). Il sedimento del vulcano di fango Ginsburg nel Golfo di Cadiz è stato usato come inoculo anaerobico per il reattore MBR. Un’analisi di frequenza Illumina ad alte prestazioni dei geni 16SrRNA ha mostrato che anche dopo aver fatto funzionare il reattore per circa 360 giorni i livelli di metanotrofi anaerobici (ANME) erano bassi. Risultati simili sono stati trovati per il PBR. A causa delle difficoltà logistiche comportate dal recupero di sedimenti nelle profondità marine con un’alta attività di AOM, i ricercatori hanno preso in considerazione anche l’uso di sedimenti raccolti dal Lago Grevelingen. Si tratta di un lago marino nei Paesi Bassi che in precedenza faceva parte dell’estuario del Reno Mosa. Alti tassi di deposito e la degradazione di materia organica hanno avuto come risultato sedimenti anossici ricchi di metano, che uniti al solfato dell’acqua di mare fanno sì che il lago diventi una potenziale nicchia per l’AOM. Prove di AOM sono state trovate a profondità da 5 a 15 cm nel sedimento. ANME e cellule archaeali sono state rilevate mediante il sequenziamento del gene 16rRNA e osservate usando l’analisi dell’ibridazione fluorescente in situ. SUREANMETOX ha rivelato per la prima volta prove della presenza di AON in sedimenti del Lago Grevelingen. Inoltre i reattori MBR e PBR hanno permesso ai partner del progetto di ottenere colture di arricchimento che aiuteranno a isolare i principali fattori nel ciclo globale del CH4.
Parole chiave
Ossidazione anaerobica, metano, metanotrofi, archei, solfato, batteri, SUREANMETOX, bireattore a membrana, reattore a matrice compatta, 16SrRNA, Lago Grevelingen, ibridazione fluorescente in situ
