A sinistra: Visualizzazione al microscopio di MOB (rosa) e di altri microrganismi (blu) del lago di Zugo mediante sonde fluorescenti. A destra: visualizzazione degli atomi di carbonio pesanti^(13C) nella biomassa dei MOB come segno della loro attività utilizzando il NanoSIMS. Più caldo è il colore, più ^13Cè stato assorbito dalle cellule batteriche e più attive sono state (© Sina Schorn/Istituto Max Planck per la microbiologia marina).

"I nostri risultati dimostrano che i MOB aerobici sono permanentemente attivi anche in acqua priva di ossigeno", spiega Sina Schorn, che ora sta conducendo una ricerca presso l'Università di Göteborg. "Tuttavia, questo valeva solo per un certo gruppo di MOB, facilmente riconoscibili per la loro caratteristica forma cellulare allungata. Con nostra sorpresa, queste cellule erano ugualmente attive in condizioni ossigeniche e anossiche, cioè con e senza ossigeno. Quindi, se misuriamo tassi più bassi di ossidazione del metano nelle acque anossiche, è probabilmente perché ci sono meno cellule a forma di bastoncino e non perché i batteri sono meno attivi".

Adattabilità metabolica contro il rilascio di metano

I ricercatori del Max Planck hanno avuto un'altra sorpresa quando hanno esaminato più da vicino le capacità metaboliche di questo gruppo di batteri. "Sulla base dei geni presenti, siamo stati in grado di riconoscere come i batteri reagiscono quando l'ossigeno scarseggia", spiega Jana Milucka, che dirige il gruppo di ricerca sui gas serra dell'Istituto Max Planck di Brema. "Abbiamo trovato dei geni che vengono utilizzati per una speciale fermentazione basata sul metano". Questo processo era già stato dimostrato in MOB in laboratorio, ma non era ancora stato studiato nell'ambiente. I ricercatori hanno anche scoperto alcuni geni per la denitrificazione, che i batteri possono probabilmente usare per utilizzare il nitrato invece dell'ossigeno per generare energia.

La fermentazione è particolarmente interessante. "Se i MOB effettuano anche la fermentazione, presumibilmente rilasciano sostanze che altri batteri possono utilizzare e incorporare nelle loro cellule. Ciò significa che il carbonio che contengono, originariamente proveniente dal metano dannoso per il clima, viene trattenuto più a lungo nel lago e non entra nell'atmosfera. Si tratta di un pozzo di assorbimento del carbonio metanico non considerato in precedenza negli habitat anossici, che dovremo includere nei nostri calcoli in futuro", spiega Milucka.

Riduzione significativa del rilascio di metano, oggi e in futuro

I ricercatori di Brema spiegano chi degrada il metano negli habitat privi di ossigeno e come avviene questa degradazione. Dimostrano che i batteri che ossidano il metano sono sorprendentemente importanti per garantire una minore fuoriuscita di metano da questi habitat nell'atmosfera.

"Il metano è un potente gas serra, responsabile di circa un terzo dell'attuale aumento della temperatura globale", afferma Schorn, spiegando l'importanza dei risultati ora disponibili. "L'ossidazione del metano da parte dei microrganismi è l'unico serbatoio biologico per il metano. La loro attività è quindi fondamentale per controllare le emissioni di metano nell'atmosfera e quindi per regolare il clima globale. Dato l'attuale e previsto aumento delle condizioni anossiche nei laghi temperati, si prevede un aumento dell'importanza dei MOB per la degradazione del metano nei laghi. I nostri risultati suggeriscono che il MOB darà un contributo significativo alla mitigazione dei gas serra e allo stoccaggio del carbonio in futuro".

Immagine di copertina: campionamento davanti al pittoresco panorama montano del lago di Zugo (Foto: Sina Schorn, Juliane Schötz, Max Planck Institute for Marine Microbiology).

• Istituto Max Planck per la microbiologia marina, Brema, Germania
• Eawag, Kastanienbaum, Svizzera