Il microbiota della Grande Barriera Corallina

Foto: Steve Evans/Flickr

I microrganismi predominano nell’albero della vita: sia in termini di biomassa (sono il secondo gruppo di organismi più pesante sul pianeta, dopo le piante) sia in termini di varietà di specie, superano molte forme di vita macroscopiche.

Molto più degli umani, infatti, i microrganismi – batteri, virus, archea, protozoi... – si trovano letteralmente in ogni angolo del pianeta, dalle cime delle montagne fino alle grotte più inaccessibili. E, ovviamente, anche nei mari e negli oceani.

Questi ultimi, tuttavia, sono ambienti di cui è difficile studiare la vita microscopica, che pure è abbondantissima: in ogni goccia d’acqua sono presenti da migliaia a milioni di organismi invisibili all’occhio umano, che costituiscono però la base insostituibile della catena alimentare del pianeta, contribuiscono al ciclo del carbonio e mantengono una varietà di equilibri ecosistemici.

Se poco meno di quindici anni fa non avevamo idea di quali microrganismi albergassero dentro di noi – la prima mappatura del microbiota umano è stata pubblicata nel 2012 – oggi siamo capaci di mappare il microbiota di interi ambienti naturali. Questo è possibile grazie ad avanzate tecniche di sequenziamento genetico, che sono in grado di isolare, ricomporre e attribuire un nome specifico a singoli genomi anche in una matrice ambientale complessa come l’acqua oceanica.

La prima mappatura dei microrganismi della Grande Barriera Corallina

Un gruppo di ricercatori australiani, guidato da biologi marini dell’università del Queensland e dell’Australian Institute of Marine Science (AIMS), ha raggiunto proprio questo obiettivo: mappare la vita microscopica oceanica – non di un ambiente qualunque, ma della Grande Barriera Corallina. In un articolo pubblicato sulla rivista Nature, il gruppo presenta il Great Barrier Reef Microbial Genomes Dataset (abbreviato in GBR-MGD), un inedito catalogo che racchiude i genomi di tutte le specie microbiche trovate in prossimità della Grande Barriera Corallina australiana – la quale, oltre ad essere la barriera corallina più grande al mondo, è un ecosistema di grande complessità e, oggi, ad altissimo rischio a causa della crisi ambientale.

Per due stagioni, i ricercatori hanno raccolto campioni di acqua in prossimità della Barriera, prelevati in 48 punti diversi posti su un asse Nord-Sud. Una volta raccolti i campioni, è iniziato il lungo e paziente lavoro di estrazione dei genomi dei microrganismi, estratti alla rinfusa e lentamente ordinati – non certo a mano, ma grazie a potenti strumenti computazionali.

Una delle innovazioni di questo studio riguarda il metodo adottato: i ricercatori hanno combinato la lettura di sequenze brevi di DNA e di frammenti più lunghi, riuscendo così a superare alcuni limiti tipici di ognuno dei due metodi, limiti che finora non avevano permesso di valutare con precisione il livello di diffusione di alcuni gruppi di batteri piuttosto comuni negli ambienti marini, come quelli appartenenti al genere Pelagibacter.

Un mondo ancora sconosciuto

Le analisi hanno restituito oltre 800.000 genomi microbici. Tra questi, i ricercatori sono stati in grado di individuare i genomi di diversi microrganismi ancora sconosciuti alla scienza: sono stati isolati i genomi di quasi 900 specie di batteri, 584 delle quali non erano mai state documentate prima, e di più di 360.000 specie di virus, tutti abitanti dell’ecosistema della Grande Barriera Corallina australiana, che rivela così un ulteriore tassello della sua incredibile complessità ecologica. Tra i risultati più interessanti vi è la scoperta di un nuovo ramo marino di virus batteriofagi dell’ordine Crassvirales, conosciuto come il gruppo più nutrito di virus batteriofagi nel microbiota intestinale umano.

Gli autori della ricerca sottolineano che l’importanza di questo nuovo database non è solo nell’ampliare la conoscenza della composizione e delle dinamiche di un ecosistema ancora poco conosciuto, ma anche – e soprattutto – nelle sue applicazioni pratiche.

Proteggere un ecosistema minacciato

Per quanto ci sia ancora molto da comprendere, è chiaro che i microrganismi sono parte essenziale del buon funzionamento dell’ecosistema corallino: per questo, gli studiosi sono convinti che la mappatura del microbiota della barriera corallina sia uno strumento utile per individuare eventuali segnali di cattiva salute dell’ecosistema prima che se ne vedano gli effetti macroscopici. Analizzando i cambiamenti nella composizione delle popolazioni microbiche, infatti, sarà possibile capire, ad esempio, se stia avvenendo uno stress termico, se ci sia un danno da inquinamento, oppure se le attività umane abbiano causato alterazioni nell’equilibrio della comunità ecologica. Uno strumento essenziale per monitorare e contrastare gli effetti della crisi ambientale in uno degli ecosistemi più colpiti del pianeta, e che corre il concreto rischio di scomparire entro pochi anni.