Batteri sotterranei creano Rete Elettrica Naturale

Un team internazionale di ricercatori ha scoperto che i batteri hanno la capacità di sopravvivere in ambienti privi di ossigeno grazie a una famiglia di proteine che permette loro di creare una rete elettrica naturale sotto terra. Questa rete è fondamentale per il mantenimento della vita microbica sotterranea, ma anche per processi che riducono il riscaldamento globale, come l’assorbimento di gas metano.

I batteri che vivono sotto il suolo dipendono da una particolare famiglia di proteine che fanno sì che gli elettroni in eccesso prodotti durante la “combustione” dei nutrienti passino a sottili fili elettrici chiamati nanocavi che arrivano fino alla superficie.

Secondo quanto spiegato da Nikhil Malvankar, ricercatore del Dipartimento di Biofisica Molecolare e Biochimica e dell’Istituto di Scienze Microbiche di Yale, negli Stati Uniti, e Carlos Salgueiro, professore presso la Scuola NOVA di Scienza e Tecnologia a Lisbona, le proteine agiscono come spine che alimentano i nanocavi per creare una rete elettrica naturale all’interno della Terra. Questi due scienziati sono i leader del team di ricercatori che ha appena pubblicato questa scoperta in un articolo per la rivista Nature Communications.

I ricercatori avevano già scoperto quasi tutti i componenti di questa rete elettrica sotterranea che permette ai microrganismi di essere in contatto con altre specie vicine e nutrienti del terreno. Ma il nuovo lavoro ha rivelato che è una famiglia di proteine chiamata citocromi che permette il trasferimento degli elettroni in eccesso prodotti dall’attività metabolica ai nanocavi.

Il team ha osservato che i nanocavi hanno un potenziale elettrico specifico che li rende ideali per accettare elettroni da diverse fonti all’interno del microbo. Per trasferire questi elettroni dall’interno del microbo all’esterno, i citocromi si legano temporaneamente ai nanocavi per via elettromagnetica, in modo simile a come si uniscono gli elettromagneti di cariche opposte.

“I nostri studi aiutano a risolvere un antico mistero su come vari microrganismi del suolo e marini proliferino in diversi ambienti effettuando il trasferimento extracellulare di elettroni a velocità notevolmente rapide di milioni di elettroni al secondo“, scrivono gli autori.

“I citocromi periplasmatici e i nanocavi coesistono in questi batteri che crescono in ambienti estremi, consentendo ai batteri di esportare rapidamente gli elettroni, senza dipendere dalla lenta diffusione dei portatori di elettroni monomerici o solubili”.

Questa forma di trasferimento tra microorganismi e nanocavi, afferma il team, è comune in molti tipi diversi di batteri ed è importante per la pulizia di sversamenti di petrolio e materiali tossici. Inoltre, sostengono che questa scoperta potrebbe essere fondamentale nello sviluppo di nuove fonti di energia e nuovi biomateriali. Ma il team sostiene che lo sia anche per l’ambiente.

Malvankar e Salgueiro affermano che i microrganismi della superficie terrestre sono responsabili del 50% delle emissioni di metano in atmosfera, uno dei gas serra che più contribuisce al riscaldamento globale. Tuttavia, i microorganismi assorbono l’80% del metano emesso dai fondali oceanici. I ricercatori suggeriscono che studi futuri potrebbero rivelare come manipolare questa interazione per migliorare le prestazioni dei microrganismi.