Scoperti per la prima volta batteri che mangiano metalli

I batteri che mangiano e ottengono calorie dal metallo vengono scoperti per la prima volta dagli scienziati. Era da più di 100 anni che si sospettava che esistesse questo tipo di batteri: ora sono stati finalmente identificati e verificati con prove scientifiche.

Dopo diversi mesi di viaggio di lavoro quando il microbiologo Jared Leadbeater, professore di microbiologia ambientale alla Caltech di Pasadena, tornò nel suo ufficio, trovò qualcosa di strano. Prima di andarsene aveva lasciato oggetti di vetro con un composto di carbonato di manganese MnCO3 (color crema), immergendolo con acqua di rubinetto nel lavandino, ma al ritorno si rese conto che era diventato scuro. Qualcosa gli aveva rubato alcuni dei suoi elettroni.

“Ho pensato: Che cos’è?”, Ha detto Leadbeater, la sostanza oscura era una forma di ossido di manganese, un prodotto che si forma quando gli ioni di manganese perdono elettroni e subiscono una reazione chiamata ossidazione.

“Ho iniziato a chiedermi se i tanto richiesti microbi potessero essere responsabili, quindi abbiamo sistematicamente testato per risolverlo”.

Per verificare se ciò stesse effettivamente accadendo a causa di un processo biologico, Leadbeater e il suo team hanno rivestito più bottiglie con MnCO3, hanno sterilizzate alcune bottiglie. Il composto di manganese in esse non si è oscurato (nemmeno un anno dopo), ma le bottiglie che non lo hanno prodotto erano stati sterilizzati.

I ricercatori hanno quindi coltivato ciò che era nei vasetti. L’analisi dell’RNA ha rivelato 70 specie di batteri, ma con ulteriori test, il team è riuscito a escluderne alcuni, fino a quando sono rimasti solo due possibili colpevoli.

Si chiamano batteri Nitrospirae e Betaproteobacterium

hanno individuato i batteri Nitrospirae, generalmente a forma di mezzaluna, e il betaproteobacterium a forma di bastoncino. È noto che i parenti di entrambe le specie di batteri vivono nelle acque sotterranee.

“Questi sono i primi batteri a utilizzare il manganese come fonte di carburante”, ha affermato Leadbetter. “Un aspetto meraviglioso dei microbi in natura è che possono metabolizzare materiali apparentemente improbabili, come i metalli, producendo energia utile per la cellula”.

I batteri possono anche usare il manganese per un processo chiamato chemiosintesi batterica, quindi la sua fonte di energia proviene da reazioni chimiche piuttosto che dalla luce. I ricercatori avevano ipotizzato che i microbi non identificati potessero sfruttare il processo per stimolare la crescita, ma sapevano solo di batteri e funghi che potevano farlo.

Questi risultati aiuteranno a comprendere meglio le acque sotterranee e i sistemi idrici che possono essere ostruiti dall’ossido di manganese.

“Esiste una serie completa di pubblicazioni di ingegneria ambientale sui sistemi di distribuzione dell’acqua potabile che sono ostruiti dall’ossido di manganese”, ha affermato Leadbetter. “Ma come e per quale motivo viene generato tale materiale è rimasto un enigma.

Molti scienziati sospettavano che i batteri che usavano il manganese per produrre energia fossero responsabili, ma fino ad ora non c’erano prove a sostegno dell’ipotesi.

Questa scoperta potrebbe anche aiutarci a comprendere i noduli di manganese o i noduli polimetallici: grandi sfere metalliche da 1 a 20 cm e spesso trovate sul fondo abissale del mare.