Microbi consumatori di metano a livelli record nelle profondità oceaniche

Come sappiamo il metano è un gas serra che ha un ruolo molto importante nella regolazione del clima sulla Terra. La maggior parte di esso è prodotta da microbi, che hanno depositato centinaia di gigatonnellate di questo gas nel fondo marino.

Il ciclo del metano tra cielo e mare

Sul fondo del mare, il metano filtra verso l’alto e le comunità microbiche ne consumano la maggior parte prima che esso raggiunga l’atmosfera. Nel corso degli anni, i ricercatori hanno scoperto quantità inaspettate di metano sotto il fondo del mare, ma hanno anche notato che solo una piccola quantità arriva nell’atmosfera. Per questo hanno iniziato a domandarsi che fine facesse tutte il resto del gas.

A questa domanda potrebbe rispondere lo studio condotto da Jeffrey J. Marlow, ex ricercatore post-dottorato in Biologia Organismica ed Evolutiva presso l’Università di Harvard. Egli ha infatti scoperto che vi sono numerose comunità microbiche che consumano rapidamente questo gas serra, impedendone la fuga nell’atmosfera terrestre.

Durante la sua ricerca, Marlow ed il suo team hanno raccolto ed esaminato microbi consumatori di metano provenienti da fondali marini geologicamente diversi, scoprendo che le rocce carbonatiche, in particolare in un sito ben preciso, ospitano comunità microbiche che ossidano il metano con i più alti tassi di consumo mai misurati.

Rocce carbonatiche: la casa dei super microbi

Come afferma Peter Girguis, professore di biologia organica ed evolutiva all’Università di Harvard e autore senior della pubblicazione: “i microbi in queste rocce carbonatiche agiscono come un biofiltro per il metano, consumandolo tutto prima che lasci l’oceano”.

Sui fondali marini, le rocce carbonatiche sono comuni, ma in alcuni siti formano insolite strutture simili a camini che raggiungono un’altezza che va da 30 cm a 1,5 metri e si trovano in gruppi lungo il fondale. A differenza di molti altri tipi di rocce, queste sono porose, e vi si creano canali che ospitano una comunità molto densa di microbi che consumano questo gas.

In questo studio Marlow e Girguis si sono concentrati sullo studio di una di queste formazioni scoperta da Girguis durante una spedizione del 2015 finanziata dall’Ocean Exploration Trust. Si tratta di una barriera corallina carbonatica al largo della costa della California meridionale nelle profonde acque di Point Dume.

Il team di ricerca ha raccolto parecchi campioni dal sito e, come spiega Girguis, “abbiamo misurato la velocità con cui i microbi dei carbonati consumano metano rispetto ai microbi nei sedimenti. Abbiamo scoperto che i microbi che vivono nei carbonati consumano metano 50 volte più velocemente dei microbi nel sedimento. (…) Questi tassi sono tra i più alti, se non i più alti, che abbiamo misurato”.

Ma qual è il motivo che spinge questi microbi a consumare metano tanto velocemente?

Una volta scoperta questa straordinaria capacità delle comunità microbiche dei carbonati, il team di ricerca ha deciso di indagare ulteriormente per capirne il motivo. Dai loro risultati sembrerebbe che la risposta sia proprio nel il camino di carbonato, che costituisce una casa ideale per i microbi consentendogli di consumare il metano molto velocemente.

Secondo i ricercatori infatti, i microambienti all’interno dei carbonati possono contenere più metano rispetto ai sedimenti dei fondali marini, proprio grazie alla loro natura porosa. I carbonati presentano infatti dei canali che irrigano costantemente i microbi con metano fresco e altri nutrienti, consentendo loro di consumare metano più velocemente. Nei sedimenti, l’apporto di metano è spesso limitato poiché si diffonde attraverso canali più piccoli e tortuosi tra i grani minerali.

Un’altra possibile spiegazione è la presenza della pirite. In alcuni casi infatti, questi microbi sono stati trovati circondati da pirite, un minerale elettricamente conduttivo. È dunque possibile che gli alti tassi di consumo di metano siano dovuti al fatto che la pirite fornisce un condotto elettrico che fa passare gli elettroni avanti e indietro, consentendo ai microbi di avere tassi metabolici più elevati e quindi di consumare rapidamente il metano.

I nostri alleati per il futuro

Il team di ricerca ha individuato altri sei siti simili a quello di Point Dume, dal Golfo del Messico alla costa del New England. In tutti questi siti hanno trovato che le rocce carbonatiche nelle infiltrazioni di metano contenevano microbi consumatori di metano.

Ora, secondo Girguis, il passo successivo è quello di cercare di esaminare e comprendere a fondo tutte le “diverse parti dei carbonati: la struttura, la conduttività elettrica, il flusso dei fluidi e la densa comunità microbica. Al momento, non conosciamo infatti l’esatto contributo di ciascuna di esse”.

Marlow inoltre ritiene che “in primo luogo, dobbiamo comprendere come questi microbi sostengano il loro tasso metabolico, sia quando si trovano in un camino o nei sedimenti. (…) Una volta chiarito come questi numerosi fattori interconnessi si uniscono per trasformare il metano in roccia, possiamo quindi chiederci come potremmo applicare questi microbi anaerobici consumatori di metano ad altre situazioni, come le discariche con perdite di metano”.

Ph. Credit: Girguis Lab