

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” riporta uno studio su un archeo chiamato Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum, parte del phylum proposto Lokiarchaeota. Un team di ricercatori ha prelevato campioni dal fondo dell’Oceano Paficico vicino alle coste giapponesti riuscendo a coltivare questi archei contenuti in uno speciale ambiente di laboratorio creato appositamente. Anni di studi hanno permesso di separare vari ceppi e di scoprire che alcuni hanno sporgenze lunghe e ramificate, una caratteristica che ha portato i ricercatori a suggerire che nel passato un batterio sia rimasto impigliato in sporgenze simili diventando un organello di quella che col tempo è diventata una cellula eucariota.

I progressi delle ricerche genetiche stanno portando a grandi scoperte tra i microrganismi con studi molto interessanti anche riguardo agli archei, organismi costituiti da cellule piccole e semplici. La teoria che si tratti di diretti discendenti dei primi organismi cellulari esistiti sulla Terra ha cominciato ad avere alcune conferme con la scoperta di archei con caratteristiche trovate solo in eucarioti. Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” nel gennaio 2017 riportava la scoperta di gruppi di archei con quelle caratteristiche, i cui nomi sono stati ispirati alla mitologia norrena.

Ora è in fase di discussione la proposta di approvare la creazione di un regno chiamato Proteoarchaeota che includerebbe i phylum di archei con caratteristiche tipiche degli eucarioti. Questo regno include parecchi phylum tra i quali quelli del superphylum proposto Asgard, quelli che negli ultimi anni sono al centro delle ricerche sulla nascita delle cellule eucariote. Al phylum Lokiarchaeota, soprannominato Loki, appartiene l’archeo Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum, dove Candidadum significa che inizialmente non era stato possibile coltivarlo per analizzarlo. Dopo anni di tentativi, un ceppo catalogato come MK-D1 è stato coltivato con successo in un ambiente creato appositamente in laboratorio, permettendo di studiarne le caratteristiche.

I ricercatori hanno scoperto che il Prometheoarchaeum syntrophicum cresce solo in presenza di altri due microrganismi: un altro archeo chiamato Methanogenium e un batterio del genere Halodesulfovibrio. L’idrogeno prodotto dal metabolismo del Prometheoarchaeum syntrophicum viene usato dagli altri due microbi in una simbiosi.

L’immagine (Cortesia Nature) mostra immagini al microscopio elettronico dell’archeo MK-D1 (a-c), una tomografia crioelettronica di MK-D1 (d), una tomografia della vescicola attaccata a MK-D1 (e), sezione ultrasottile di una cellula e vescicola (f), immagini di cellule di MK-D1 che producono sporgenze (g, h), sezione ultrasottile di MK-D1 con sporgenze (i) e cromatogramma di spettrometria di massa-cromatografia per lipidi estratti da una cultura molto purificata di MK-D1 (j).

Lo studio degli archei MK-D1 ha prodotto osservazioni interessanti, compiute al microscopio elettronico perché crescono fino a un diametro di circa 550 nanometri. Questi microrganismi hanno sporgenze lunghe e ramificate che hanno spinto i ricercatori a suggerire che un paio di miliardi di anni fa un batterio sia rimasto impigliato nelle sporgenze di un archeo con caratteristiche simili. Un rapporto che forse era cominciato come simbiosi diventò più stretto perché il batterio finì per essere inglobato nell’archeo diventando un suo organello e ciò finì per portare alla nascita degli eucarioti.

È possibile che archei simili vivessero prima che l’ossigeno fosse presente in quantità nell’atmosfera terrestre grazie alla simbiosi con altri microrganismi. Quando l’ossigeno aumentò, potrebbe aver iniziato una nuova simbiosi con batteri che usavano l’ossigeno ottenendo un successo evolutivo che, con l’assorbimento di simbionti trasformati in organelli, portò alla cellula eucariota che conosciamo oggi.

È impossibile sapere quanto gli archei che esistevano 3 miliardi di anni fa fossero diversi dagli archei Asgard esistenti oggi. Ciò significa che gli scienziati possono studiare le simbiosi possibili per questi archei senza alcuna certezza che sia simile a quelle passate. Si tratta comunque di passi importanti per capire la storia degli archei e le possibili fasi della nascita delle cellule ecucariote.