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ERC

COULOMBUS — Risultato in breve

Project ID: 291650
Finanziato nell'ambito di: FP7-IDEAS-ERC
Paese: Danimarca
Dominio: Ambiente

I batteri cavo che sconvolgono la nostra comprensione della natura

Un team di ricercatori a guida danese, dopo aver scoperto a sorpresa una nuova forma di vita in grado di trasportare l’elettricità su lunghe distanze, sta cercando di capire le peculiarità dei batteri cavo.
I batteri cavo che sconvolgono la nostra comprensione della natura
Non sono molti gli scienziati che iniziano un progetto di ricerca scoprendo un forma di vita completamente nuova, caratterizzata da proprietà mai sentite prima, ma è avvenuto proprio così ai ricercatori che lavoravano nell’ambito del progetto COULOMBUS, finanziato dall’UE, conclusosi il febbraio scorso.

Nel 2012, uno studioso dell’Università di Aarhus in Danimarca si ritrovò a osservare al microscopio batteri cavo, una connessione a margherita di cellule lunga vari centimetri, in grado di condurre l’elettricità fin attraverso i sedimenti sul fondo marino, come se fosse un cavo elettrico vivente. Da allora il team è stato occupato a scoprire di più su questa nuova forma di vita, che potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione della ciclicità degli elementi nell’ecosistema, ma non solo.

Misteriose correnti elettriche

Da principio, il coordinatore del progetto Lars Peter Nielsen, professore di ecologia microbica ad Aarhus, era interessato a esplorare l’origine di una produzione di correnti elettriche che aveva rilevato nella Baia di Aarhus. La sua ipotesi iniziale, che immaginava una comunità di batteri disposti in qualche sorta di griglia di nanofili, fu rapidamente scartata quando sotto la lente giunsero i batteri cavo.

“Improvvisamente tutti i tasselli andarono a posto: era una forma di vita che nessuno aveva immaginato esistesse, ovvero un organismo vivente in grado di condurre elettricità su una grande distanza di centimetri. Finora si poteva ottenere sono a livello di nanoscala o microscala,” ricorda.

I batteri, membri della famiglia delle Desulfobulbaceae, presentano all’interno un anello di fili elettrici. Assorbono gli elettroni dal solfuro di idrogeno a un’estremità del cavo, li trasportano lungo migliaia di cellule fino alla superficie fangosa, per poi depositarli sull’ossigeno all’altra estremità. Nel corso del processo, rilasciano l’energia che gli occorre per sopravvivere.

Sui fondi marini e nei giardini sul retro

Utilizzando dei robot e un microsensore appositamente sviluppato, il team ha misurato i campi magnetici provenienti da batteri cavo nella Baia di Tokyo e poi in un corso d’acqua vicino a casa, nel giardino sul retro dell’abitazione del prof. Nielsen. Ha utilizzato il DNA dei batteri per scoprire elementi sulla sua evoluzione nel tempo e ha finora descritto due generi e sei specie, mentre varie altre attendono ulteriori indagini.

Le attività più recenti di COULOMBUS nel suolo a terra significa che “forse le nostre correnti saranno in grado di spiegare i campi magnetici che sono stati misurati sulla terra e per i quali non era stato possibile trovare una spiegazione prima” dichiara il prof. Nielsen.

Le modalità di conduzione

Il suo team ora sta lavorando per identificare quali siano gli elettroni conduttivi all’interno dei batteri. “Una volta scoperti i materiali implicati, potremmo riuscire a iniziare a valutare quali siano le possibili applicazioni di questo meccanismo conduttivo,” prevede il prof. Nielsen.

La conoscenza circa i batteri cavo sta compiendo solo i primi passi, ma le implicazioni di tale scoperta si prospettano di immensa portata. Il fatto che costituiscano un anello di congiunzione vivente tra un conduttore e processi biologici sarà probabilmente motivo di interesse per i ricercatori medici, secondo il prof. Nielsen. È possibile che i tecnologi intendano esplorarne le potenzialità come via verso un’elettronica verde. Potrebbe presentare applicazioni nella bonifica di falde acquifere contaminate. “I batteri cavo rendono già il fondo marino un habitat molto più favorevole per gli animali, offrendo loro una possibilità maggiore di sopravvivere alla deplezione di ossigeno,” sottolinea il prof. Nielsen.

Ha deciso di continuare ad analizzare i quesiti di fondo posti dai batteri cavo in un nuovo Centro di elettromicrobiologia a finanziamento danese, in fase di istituzione presso l’Università di Aarhus.

Keywords

COULOMBUS, batteri cavo, biogeochimica, batteri elettrici, nuova forma di vita, conduttori