Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Communications” riporta la scoperta di una diversità mai incontrata prima nei microrganismi trovati in una delle sorgenti caldissime del Parco Nazionale di Yellowstone, negli USA. Un team di ricercatori della Montana State University (MSU) ha usato strumenti genomici per esaminare la comunità microbica presente nella sorgente chiamata Smoke Jumper 3 (SJ3) scoprendovi sia batteri che archei che rappresentano circa metà dei rami conosciuti di questi domini della vita. Si tratta di una scoperta straordinaria perché capire quali processi geologici e biologici possono portare a una tale diversità può offrire nuove informazioni sulle ragioni per cui certe forme di vite possono emergere e prosperare.

Batteri e archei costituiscono due diversi domini della vita. Gli archei o archeobatteri, dominio Archaea, sono microrganismi unicellulari privi di nucleo che solo negli ultimi anni sono stati realmente studiati grazie ai progressi nelle tecniche di analisi genetica. Le sorgenti caldissime e acide del Parco Nazionale di Yellowstone sembrano un ambiente ideale per microrganismi con metabolismi esotici come possono essere gli archei e nel maggio 2018 un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Microbiology” riportava la scoperta da parte di altri ricercatori di MSU di un nuovo gruppo di archei che potrebbe essere un intero phylum che era stato chiamato Marsarchaeota.

In questa nuova ricerca, l’assistente professore Dan Colman assieme al professore associato Eric Boyd e alla studentessa Melody Lindsay, tutti di MSU, hanno scoperto sia archei che batteri nella sorgente SJ3 trovando in un piccolo campione un livello di biodiversità maggiore di quello combinato di tutte le piante e gli animali dell’intero parco. I tre ricercatori hanno usato strumenti genomici, basati su applicazioni dell’informatica alla biologia per l’elaborazione di enormi quantità di dati genetici, per esaminare i microrganismi scoperti ma anche per spiegare le condizioni che hanno permesso a quella biodiversità di svilupparsi ed essere mantenuta.

Dan Colman ha spiegato che la posizione geografica di SJ3 è la chiave di tutto, anche perché è in cima a uno dei più grandi vulcani attivi del mondo. In effetti, quello di Yellowstone è un supervulcano e l’attività sotterranea viene monitorata costantemente perché in caso di supereruzione buona parte degli USA verrebbe devastata e un’enorme quantità di ceneri finirebbe nell’atmosfera bloccando la luce solare per un tempo dipendente dalla durata dell’eruzione.

SJ3 è alimentato da notevoli quantità di gas vulcanici generati dalla bollitura di acqua idrotermali che risalgono verso la superficie. Questi gas si possono mescolare con acque vicine alla superficie come quella piovana o neve che si è sciolta. I gas vulcanici sono arricchiti di idrogeno, metano e ossido di carbonio mentre le acque sono ricche di ossigeno. Si tratta di un mix che migliora le condizioni che permettono il supporto di microrganismi con il risultato di avere questa straordinaria diversità.

La ricostruzione filogenetica della popolazione di microrganismi è stata riprodotta nell’immagine in alto (Dan Colman et al. / Nature Communications. C.C. 4.0). I gruppi, che possono arrivare a livello di phylum di archei (a) e batteri (b) sono stati ricostruiti usando una serie di marcatori genetici.

Lo studio di questi microrganismi aiuterà a far luce su metabolismi esotici come ad esempio quelli che portano alla generazione di metano dato che ne sono stati scoperti diversi di quel tipo. Ciò aiuterà diversi tipi di ricerca perché potrebbe aiutare a capire l’evoluzione di quel tipo di metabolismo ma anche la creazione di metano più sostenibile.