Il ruolo segreto dei batteri solfato-riduttori nella conservazione marina!

Il ruolo segreto dei batteri solfato-riduttori nella conservazione marina!

Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science Advances esamina il ruolo fondamentale dei batteri solfato-riduttori (SRB) nella decomposizione della materia organica nel fondale marino. Il lavoro di ricerca è stato condotto dal Dr. Lars Wöhlbrand e guidato dal Prof. Dr. Ralf Rabus dell'Università di Oldenburg. Questi microbi, in particolare la famiglia delle Desulfobacteraceae, sono attivi nelle zone prive di ossigeno della Terra e contribuiscono in modo significativo alla produzione di anidride carbonica (CO2).

Le Desulfobacteraceae hanno un metabolismo modulare che consente loro di utilizzare una varietà di molecole organiche. Nello studio, sei diversi ceppi di questi batteri sono stati coltivati ​​e ampiamente testati. Ai microbi sono stati somministrati 35 alimenti diversi ed esaminati in 80 condizioni specifiche. I risultati mostrano che i diversi tipi di metabolismo utilizzano strumenti molecolari simili per la degradazione. Ciò spiega la natura flessibile e distribuita a livello globale delle Desulfobacteraceae.

Ruolo dei batteri nel ciclo del carbonio

Si stima che i batteri solfato-riduttori siano responsabili di oltre la metà della degradazione del materiale organico nelle acque costiere e nelle aree della piattaforma. La loro attività porta alla formazione di idrogeno solforato e solfuro di ferro nero nel sedimento. Nonostante la loro importanza, il ruolo delle Desulfobacteraceae nel ciclo del carbonio è spesso sottovalutato. I marcatori genetici di alcuni moduli chiave sono stati rilevati in campioni di sedimenti ottenuti da vari habitat marini.

Un ceppo particolarmente notevole, Desulfococcus multivorans, ha un genoma completo costituito da un singolo cromosoma circolare di 4.455.399 paia di basi. Le dimensioni variano da altri SRB come Desulfotalea psychrophila a Desulfobacterium autotrofium HRM2. L'analisi genomica ha identificato non solo i geni per il tRNA e l'rRNA, ma anche numerosi geni associati alla diversità economica e all'adattabilità di questi batteri.

Flessibilità metabolica

Lo studio evidenzia che gli SRB possono convertire non solo il solfato, ma anche una varietà di composti organici difficili da degradare. La ricostruzione metabolica di D. multivorans mostra che questi batteri sono in grado di degradare substrati aromatici e alifatici, che vengono ossidati a CO2 attraverso la via Wood-Ljungdahl. Usano una varietà di enzimi necessari per la β-ossidazione e rispondono in modo adattivo allo stress da ossigeno.

La diversità degli enzimi e l'elevata copertura delle analisi del proteoma indicano una robusta capacità metabolica che questi batteri sono in grado di sviluppare. Questi risultati possono svolgere un ruolo cruciale nella comprensione degli impatti dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi marini. Con la diminuzione dei livelli di ossigeno negli oceani, l’importanza dell’SRB nella scomposizione della materia organica potrebbe aumentare ulteriormente.

Questa ricerca non solo fornisce nuove informazioni sui processi biologici che supportano il ciclo del carbonio, ma apre anche prospettive per studi futuri che cercano di comprendere il metabolismo microbico a livello genetico. Le Desulfobacteraceae non sono solo al centro dell’attenzione come fattori chiave nella degradazione del carbonio, ma dimostrano anche in modo impressionante la plasticità e l’adattabilità della vita microbica negli ecosistemi complessi.

Gli studi approfonditi sulla distribuzione, i processi metabolici e il significato ecologico delle Desulfobacteraceae contribuiscono ad approfondire la nostra comprensione della dinamica del carbonio e delle loro interazioni con la chimica dell’oceano. Le conoscenze acquisite da questo studio potrebbero avere implicazioni di vasta portata per la comprensione dell’ecologia microbica marina e del ciclo globale del carbonio.

uol.de riporta che... E PMC spiega gli aspetti genetici di base... E sigmaearth amplia il contesto sul ruolo dell'SRB...