Batteri: scoperti ceppi che mangiano il metallo

In un nuovo articolo pubblicato su Nature, dei ricercatori hanno scoperto dei batteri che possono metabolizzare il manganese, uno degli elementi più abbondanti sulla superficie terrestre, usandolo come principale fonte di energia. Tali batteri potrebbero usare il metallo e produrre energia per sostenersi e crescere negli ambienti con nutrienti “assenti”. Nonostante gli scienziati lo abbiano previsto da oltre un secolo, questo è il primo batterio che ha effettivamente dimostrato di saper usare il manganese nella propria chemiosintesi. Il professor Jared Leadbetter, professore di microbiologia ambientale presso la California Insitute for Technology (Caltech), ha dichiarato di aver fatto questa scoperta per caso. È stato fuori sede per diversi mesi e ha lasciato un barattolo pieno di manganese e acqua di rubinetto, di un precedente esperimento. Quando è tornato ha trovato il barattolo ricoperto da una strana sostanza nera. Credeva che potesse essere il risultato di un’attività microbica, così lui e il suo team iniziarono immediatamente le analisi.

Scoperti due nuovi batteri

Il team ha scoperto due nuove specie batteriche, che vivono nell’acqua del rubinetto e che stavano utilizzando il manganese rimasto come cibo, creando un sottoprodotto nero successivamente identificato come ossido di manganese. Erano già noti dei batteri in grado di ossidare il manganese, producendo il suo ossido. Questo composto si trova in tutto il sottosuolo della Terra, ma nessun batterio aveva mai dimostrato saperlo usare attivamente nel proprio metabolismo.

Il professor Leadbetter in una nota ha dichiarato:

Questi sono i primi batteri scoperti finora in grado di utilizzare il manganese come fonte di energia. Un aspetto meraviglioso dei microbi è che possono metabolizzare materiali apparentemente improbabili, come i metalli, producendo energia utile alla cellula.

L’ossido di manganese è un problema per i sistemi di distribuzione idrica, poiché si accumula e blocca i corsi d’acqua. Comprendere come si accumulano i depositi di ossido aiuterebbe a prevenirlo, ma le loro origini sono sfuggite agli scienziati, fino ad ora.

Leadbetter ha aggiunto:

Esiste tutta una serie di pubblicazioni di ingegneria ambientale sui sistemi di distribuzione dell’acqua potabile intasati dagli ossidi di manganese. Chiaramente molti scienziati hanno ritenuto che i batteri che usano il manganese per produrre energia potessero essere responsabili, ma fino ad oggi non erano disponibili prove a sostegno di questa ipotesi.

Possibile impiego nel biorisanamento

Nonostante gli svantaggi di intasamento dei tubi, i ricercatori hanno scoperto che l’ossido di manganese svolge un ruolo importante nella riduzione delle sostanze inquinanti nelle acque sotterranee. Le specie batteriche chiave lo usano in un processo che viene chiamato biorisanamento, che si riferisce alla degradazione degli inquinanti. Quindi la disponibilità dell’ossido potrebbe avere collegamenti diretti con il successo del biorisanamento nelle forniture idriche. Oltre a comprendere l’ecosistema dei sistemi idrici sotterranei, questa scoperta potrebbe andare molto più in profondità. Per secoli, grandi noduli metallici sono stati trovati lungo il fondo del mare e hanno lasciato perplessi gli scienziati. Costituite principalmente da manganese, ma contenenti anche metalli rari, queste sfere sono state interessanti sia per i biologi che per le società minerarie. Il ritrovamento di batteri in grado di degradare il manganese potrebbe aprire la strada a ricercare altri ceppi capaci di degradare altri metalli e sostanze. Se i ricercatori saranno in grado di comprendere le origini di tali noduli, potrebbero essere in grado di aiutare a proteggere gli ecosistemi locali dall’estrazione eccessiva.  Il ricercatore Hang Yu, che ha collaborato con Leadbetter nello studio, ha dichiarato che tutto questo sottolineava la necessità di comprendere meglio i noduli di manganese marino prima che vengano “decimati” dalle estrazioni minerarie. Non perdete i nostri altri articoli presenti nella rubrica dedicata alle scienze.