Batteri oceanici: rivelata una forma multicellulare inaspettata

Se chiudiamo gli occhi e immaginiamo i batteri forse pensiamo a quelli più comuni come stafilococco o Escherichia coli intestinale. Indipendentemente dalla specie e dalla sua forma, è probabile che l’occhio della nostra mente abbia evocato una singola cellula, o forse più cellule a vita libera. Questa immagine però non non riflette come è probabile che la maggior parte dei batteri viva.

Spesso i batteri usano molecole appiccicose per ancorarsi a una superficie, crescendo in grandi collettivi stabili chiamati biofilm. Alcuni esempi possono essere la placca sui nostri denti o la sporcizia degli scarichi del bagno. Tuttavia anche i batteri che galleggiano in mare aperto, privi di un punto di ancoraggio per formare grandi conglomerati, esistono in forme multicellulari.

Trovata una forma multicellulare inaspettata nei batteri oceanici

Queste forme multicellulari sono nate perché i batteri hanno sviluppato un ciclo vitale molto più complesso di quello che si vede normalmente negli organismi unicellulari. Il team ha fatto questa scoperta incredibile, mentre stavano cercando altro, ossia come questi batteri mangiavano. In mare aperto, spesso l’unica fonte di energia per i microbi marini è un carboidrato gelatinoso chiamato alginato. A differenza di altri zuccheri semplici che possono facilmente attraversare una membrana cellulare, l’alginato è costituito da lunghi filamenti arrotolati che sono spesso più grandi dei batteri che vi si nutrono.

I ricercatori volevano davvero saperne di più visto che gli enzimi digestivi che secernono per abbattere l’alginato potrebbero essere facilmente diluiti e spazzati via nelle acque dell’oceano aperto. Proprio per questo hanno iniziato a misurare la crescita del batterio marino luminescente Vibrio Gorgeousus in flaconi di brodo caldo carichi di alginato. Questi flaconi hanno costretto i batteri Vibrio a sopravvivere con quantità relativamente piccole di polimeri di alginato sovradimensionati, proprio come fanno nel mare. La curva di crescita per le culture Vibrio, tuttavia, non mostrava la solita linea che sale dolcemente, ma piuttosto un ghirigoro irregolare come la pista di un ottovolante. Non importa quante volte si ripeta il processo, i batteri non hanno prodotto la torbidità prevista nel brodo.

Ulteriori lavori hanno dimostrato che le sfere cave erano la soluzione di Vibrio alla complicata sfida di mangiare in mare. Un singolo batterio può produrre solo così tanto enzima; la scomposizione dell’alginato avviene molto più rapidamente quando Vibrio può raggrupparsi insieme. I batteri hanno risolto l’enigma sviluppando un ciclo di vita più complesso. I batteri vivono in tre fasi distinte. All’inizio, una singola cellula si divide ripetutamente e le cellule figlie si raggruppano in gruppi in crescita. Nella seconda fase, le cellule raggruppate si riorganizzano in una sfera cava. Le cellule più esterne si incollano insieme, formando qualcosa di simile a un microscopico globo di neve.

Nella terza fase, lo strato esterno fragile si rompe, rilasciando le cellule interne ben alimentate per ricominciare il ciclo. Il lavoro è “un bellissimo documento, che studia l’evoluzione dello sviluppo microbico presso il Laboratorio europeo di biologia molecolare e non è stato coinvolto nella ricerca. Illustra magnificamente la complessità del ciclo vitale in batteri così semplici. La nuova scoperta di Vibrio si aggiunge a un elenco crescente di microbi che possono diventare multicellulari per almeno una parte della loro vita.

Foto di Thomas Wolter da Pixabay