Skip to main content

Microbiology of extremely acidic terrestrial volcanic ecosystems

Article Category

Article available in the folowing languages:

Comprendere i batteri che vivono all’interno di vulcani può rafforzare i modelli climatici

Gli estremofili che vivono nel terreno caldo e acido intorno ai vulcani sono abili nel far compiere dei cicli a sostanze chimiche come il metano, offrendo indizi su come possiamo catturare questi gas a effetto serra.

Cambiamento climatico e Ambiente

Un aspetto fondamentale dei cambiamenti climatici è il rapido aumento dei gas a effetto serra come il metano, che viene rilasciato dalle zone umide e dallo scongelamento del permafrost. A causa della sua abbondanza il metano è un combustibile interessante, ma resta difficile da catturare. Una possibile soluzione è quella di cercare i microbi in grado di fissare il metano dall’atmosfera. Il progetto VOLCANO, finanziato dall’UE, ha cercato questi e altri organismi nei terreni caldi e acidi delle regioni vulcaniche. «Siamo molto interessati al ciclo degli elementi in natura: azoto, carbonio, zolfo, organismi che metabolizzano questi elementi, e come ciò funziona all’interno di un ecosistema», spiega il coordinatore del progetto, Huub Op den Camp.

Isole vulcaniche

A caccia di nuovi organismi, il suo team presso la Radboud University nei Paesi Bassi si è dedicato a tre hotspot di estremofili in Italia: il vulcano della Solfatara nei pressi di Napoli, l’isola di Vulcano vicino alla Sicilia e l’isola di Pantelleria vicino alla costa della Tunisia. «Il vulcano della Solfatara non erutta, ma c’è ancora attività e sono presenti pozze di fango ribollenti e fumarole, vapore caldo che sfiata dalla terra», afferma Op den Camp. Queste fumarole forniscono gas concentrati, come metano e biossido di carbonio, e tutti i siti presentano terreni con temperature elevate (fino a 100 ºC a 50 cm di profondità) e basso pH. Per catturare i microbi, il team ha perforato nuclei e raccolto campioni di terreno prima di tornare in albergo. «Una volta tornati in albergo, abbiamo usato la camera come un laboratorio per inoculare tutto sul posto», aggiunge. «Siamo tornati 24 ore più tardi e abbiamo installato le nuove incubazioni nel nostro laboratorio.» I batteri sono stati individuati utilizzando due tecniche. Nella prima, Op den Campo e il suo team hanno seguito un approccio metagenomico, estraendo il DNA direttamente dai campioni misti. Un secondo approccio prevedeva l’arricchimento e la coltivazione di batteri per isolare finalmente le specie differenti presenti.

Nuove scoperte

I membri del gruppo sono stati in grado di caratterizzare centinaia di specie batteriche, tra cui esponenti di un nuovo genere che in precedenza non erano noti alla scienza. Molte di queste specie erano metanotrofi, ovvero batteri che si nutrono del metano presente nel terreno. «Il modo in cui usano il metano atmosferico è un aspetto importante», osserva Op den Camp. «La concentrazione di metano nell’atmosfera è in aumento; pertanto, se si potesse isolare un organismo capace di estrarlo facilmente, ciò potrebbe essere molto utile.» Egli aggiunge che una migliore comprensione di come i microbi mediano il flusso del metano tra l’atmosfera e le fonti, come le zone umide, contribuirà a migliorare i modelli climatici. Altri ceppi di interesse isolati dal team di Op den Camp comprendono una specie che era in grado di convertire facilmente il metano in metanolo, un importante precursore nell’industria chimica, e un batterio a Pantelleria che vive cibandosi esclusivamente di gas. «Gli unici elementi di cui questo batterio ha bisogno sono idrogeno, CO2 e ossigeno», afferma. «Essi fissano la CO2 come una pianta fa con la luce del sole; per fornire l’energia necessaria per farlo, tuttavia, bruciano idrogeno.» Un’altra specie ha dimostrato di perdere metà del carbonio che fissa nel mezzo circostante, il che potrebbe renderla particolarmente utile per la produzione di composti organici. A seguito di questo progetto, Op den Camp ha in programma di trovare modi per isolare i principali attori in questo ecosistema microbico: «I ricercatori non finiscono mai: emergono sempre nuove domande e un sacco di elementi davvero interessanti che vale la pena studiare.»

Parole chiave

VOLCANO, fango, batteri, metanotrofo, metano, fumarole, Solfatara, Pantelleria, Vulcano

Scopri altri articoli nello stesso settore di applicazione