Microbi al centro: come i cambiamenti ambientali mettono in pericolo la diversità!

Microbi al centro: come i cambiamenti ambientali mettono in pericolo la diversità!

Un nuovo studio di Tom Clegg e Thilo Gross ha esaminato i complessi meccanismi che modellano la diversità microbica. Il lavoro di ricerca presso l’Istituto Helmholtz per la biodiversità marina funzionale dell’Università di Oldenburg mostra che gli ecosistemi microbici hanno punti critici. In questi punti critici, anche piccoli disordini possono portare al collasso della comunità. Gli scienziati concludono che la sopravvivenza dei microbi dipende fortemente da una rete di interdipendenze che può essere destabilizzata dai più piccoli cambiamenti.

I risultati, pubblicati sulla rinomata rivista PNAS, evidenziano il fragile equilibrio delle comunità microbiche. Queste comunità funzionano come una rete in cui diverse popolazioni sono collegate attraverso lo scambio di prodotti metabolici. La perdita di singole popolazioni può minacciare l’intera rete e portare a un brusco declino della diversità. Un tale collasso è chiamato punto di non ritorno, paragonabile a un blackout nella rete elettrica.

Le sfide in laboratorio

Una scoperta chiave dello studio è la sfida di coltivare comunità microbiche in laboratorio. Molti microrganismi muoiono durante il processo di coltivazione, il che impedisce la registrazione dei membri importanti e quindi dei metaboliti necessari negli esperimenti di laboratorio. Ciò rappresenta un’interruzione che influisce sulla naturale interazione dei microbi. Nelle culture intra-laboratorio e ricche di risorse, la disgregazione della comunità può verificarsi anche quando le loro interrelazioni vengono interrotte. Clegg e Gross avvertono che tali sistemi potrebbero non rigenerarsi anche se tutte le risorse necessarie fossero nuovamente disponibili.

Le implicazioni di questa ricerca sono enormi, soprattutto considerando il ruolo che i microbi svolgono nella salute umana e ambientale. Anche se le condizioni di laboratorio non riflettono gli habitat naturali, i risultati sono essenziali per la nostra comprensione della diversità microbica e della sua importanza per gli ecosistemi.

Cambiamenti ambientali e loro conseguenze

Parallelamente a questo lavoro, un gruppo di ricerca del Cluster of Excellence “Balance of the Microverse” dell’Università Friedrich Schiller di Jena sta studiando come i cambiamenti ambientali influenzano le comunità microbiche cruciali per la salute dell’uomo e della natura. I cambiamenti nelle abitudini alimentari e nelle pratiche agricole intensive possono interrompere non solo la flora intestinale ma anche il ciclo del carbonio.

Il loro studio ha analizzato sequenze di DNA di oltre 1.500 comunità microbiche provenienti da diversi habitat. Gli scienziati miravano a studiare la robustezza o la sensibilità di questi microrganismi ai cambiamenti menzionati. Una scoperta notevole dello studio è che le specie batteriche molto diffuse hanno genomi più grandi. Ciò potrebbe spiegare perché sono in grado di sopravvivere in ambienti diversi.

Questa ricerca non è solo innovativa, ma anche unica fino ad oggi. Per la prima volta, specie batteriche e fungine sono state esaminate insieme su scala globale per determinarne l'adattabilità. L'analisi di una varietà di biomi diversi (le sequenze provengono, tra gli altri, da biomi acquatici, ospiti e del suolo) ha aperto nuove dimensioni per comprendere la dinamica delle comunità microbiche.

In conclusione, sia gli studi di Clegg e Gross che le analisi dell’Università di Jena rafforzano la necessità di approfondire la ricerca sulle complesse interazioni negli ecosistemi microbici. Le loro scoperte contribuiscono in modo significativo alla comprensione dell’ecologia e dell’evoluzione dei microbi e sottolineano l’importanza di mantenere questa diversità in un ambiente in evoluzione.

Per ulteriori dettagli sullo studio di Clegg e Gross, visitare il sito UOL. Ulteriori informazioni sullo studio dei cambiamenti ambientali possono essere trovate sul sito web Università di Jena così come a MDR.