URANIA: Scoperta la vita nell’inaccessibile lago sottomarino Urania

Nel Mediterraneo, a 3.5000 metri di profondità alcuni batteri vivono in condizioni «extraterrestri»

Scoperte forme di vita nel lago sottomarino Urania, uno dei luoghi più inaccessibili della Terra, a oltre 3.500 metri di profondità nel Mediterraneo, dove non c’è luce nè ossigeno.
Le condizioni a quel livello sono paragonabili a quelli della Terra primordiale e ad ambienti extraterrestri, come quello di Europa, uno dei satelliti del pianeta Giove, o di Marte.

SCOPERTA ITALIANA – La scoperta arriva da un gruppo di ricercatori guidato dall’Università degli Studi di Milano ed è in pubblicazione questa settimana su Pnas, la rivista scientifica americana Proceedings of the National Academy of Sciences of the Usa. La ricerca, pubblicata con il titolo «Sulfur cycling and methanogenesis primarily drive microbial colonization of the highly sulfidic Urania deep hypersaline basin», rivela infatti i processi metabolici che sostengono una stupefacente oasi di vita microbica nel lago Urania, uno degli ambienti più estremi e inospitali del pianeta Terra. Lo studio è stato condotto da un gruppo di ricercatori dell’Università di Milano, guidati da Daniele Daffonchio e Sara Borin del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari e Microbiologiche della Facoltà di Agraria, in collaborazione con nove altri gruppi di ricerca italiani ed europei.

IPERSALINITÀ – «Urania -spiegano i ricercatori- è uno dei bacini anossici ipersalini situati nel Mar Mediterraneo orientale ad una profondità superiore ai 3.500 metri. Questi laghi hanno concentrazione saline fino a dieci volte più alta di quelle dell’acqua marina sovrastante. Profondità e ipersalinità sono, però, solo due dei fattori che concorrono a rendere Urania uno degli ambienti più estremi del pianeta». «Altri fattori di stress – continuano i ricercatori – sono l’assenza di luce ed ossigeno, e in particolare per il Lago Urania, dato che lo differenzia dagli altri laghi sottomarini, la presenza di elevate concentrazioni di metano e idrogeno solforato. Il bacino Urania è tra gli ambienti marini noti più ricchi in quest’ultimo composto, che qui supera abbondantemente la soglia di tossicità per molti organismi, incluso l’uomo.

COMUNITÀ DI MICROORGANISMI – Nel loro studio, i ricercatori hanno descritto l’esistenza di una complessa comunità di microrganismi lungo la colonna d’acqua del lago Urania, particolarmente concentrati e stratificati nel sottile strato che separa le zone ipersaline dalla normale acqua marina sovrastante. «In questo strato, di soli 2 metri rispetto ad una colonna d’acqua di più di 3.500 metri, -sottolineano gli scienziati- si genera una differenza di salinità e di nutrienti in grado di sostenere particolari attività metaboliche». «I fattori che regolano la produttività di questo ecosistema estremo -aggiungono- sono risultati legati a metabolismi energetici tipicamente microbici, basati su reazioni di riduzione ed ossidazione delle specie chimiche dello zolfo e sulla produzione di metano, unitamente allo sfruttamento della “dark energy”, una forma di energia chimica indipendente dalla luce e dai processi fotosintetici». Secondo i ricercatori, infine, «la scoperta dei processi metabolici e dei microrganismi che sostengono i cicli degli elementi e della vita nel lago sottomarino Urania fornisce un solido punto di partenza per formulare ipotesi sulla vita primordiale sul nostro pianeta o su altri corpi celesti. Inoltre, le capacità metaboliche dei microrganismi adattati a vivere nel lago Urania costituiscono una risorsa biotecnologica con potenziali applicazioni in molte attivitá antropiche»

URANIA: Scoperta la vita nell'inaccessibile lago sottomarino Urania

Nel Mediterraneo, a 3.5000 metri di profondità alcuni batteri vivono in condizioni «extraterrestri»

Scoperte forme di vita nel lago sottomarino Urania, uno dei luoghi più inaccessibili della Terra, a oltre 3.500 metri di profondità nel Mediterraneo, dove non c’è luce nè ossigeno.
Le condizioni a quel livello sono paragonabili a quelli della Terra primordiale e ad ambienti extraterrestri, come quello di Europa, uno dei satelliti del pianeta Giove, o di Marte.

SCOPERTA ITALIANA – La scoperta arriva da un gruppo di ricercatori guidato dall’Università degli Studi di Milano ed è in pubblicazione questa settimana su Pnas, la rivista scientifica americana Proceedings of the National Academy of Sciences of the Usa. La ricerca, pubblicata con il titolo «Sulfur cycling and methanogenesis primarily drive microbial colonization of the highly sulfidic Urania deep hypersaline basin», rivela infatti i processi metabolici che sostengono una stupefacente oasi di vita microbica nel lago Urania, uno degli ambienti più estremi e inospitali del pianeta Terra. Lo studio è stato condotto da un gruppo di ricercatori dell’Università di Milano, guidati da Daniele Daffonchio e Sara Borin del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari e Microbiologiche della Facoltà di Agraria, in collaborazione con nove altri gruppi di ricerca italiani ed europei.

IPERSALINITÀ – «Urania -spiegano i ricercatori- è uno dei bacini anossici ipersalini situati nel Mar Mediterraneo orientale ad una profondità superiore ai 3.500 metri. Questi laghi hanno concentrazione saline fino a dieci volte più alta di quelle dell’acqua marina sovrastante. Profondità e ipersalinità sono, però, solo due dei fattori che concorrono a rendere Urania uno degli ambienti più estremi del pianeta». «Altri fattori di stress – continuano i ricercatori – sono l’assenza di luce ed ossigeno, e in particolare per il Lago Urania, dato che lo differenzia dagli altri laghi sottomarini, la presenza di elevate concentrazioni di metano e idrogeno solforato. Il bacino Urania è tra gli ambienti marini noti più ricchi in quest’ultimo composto, che qui supera abbondantemente la soglia di tossicità per molti organismi, incluso l’uomo.

COMUNITÀ DI MICROORGANISMI – Nel loro studio, i ricercatori hanno descritto l’esistenza di una complessa comunità di microrganismi lungo la colonna d’acqua del lago Urania, particolarmente concentrati e stratificati nel sottile strato che separa le zone ipersaline dalla normale acqua marina sovrastante. «In questo strato, di soli 2 metri rispetto ad una colonna d’acqua di più di 3.500 metri, -sottolineano gli scienziati- si genera una differenza di salinità e di nutrienti in grado di sostenere particolari attività metaboliche». «I fattori che regolano la produttività di questo ecosistema estremo -aggiungono- sono risultati legati a metabolismi energetici tipicamente microbici, basati su reazioni di riduzione ed ossidazione delle specie chimiche dello zolfo e sulla produzione di metano, unitamente allo sfruttamento della “dark energy”, una forma di energia chimica indipendente dalla luce e dai processi fotosintetici». Secondo i ricercatori, infine, «la scoperta dei processi metabolici e dei microrganismi che sostengono i cicli degli elementi e della vita nel lago sottomarino Urania fornisce un solido punto di partenza per formulare ipotesi sulla vita primordiale sul nostro pianeta o su altri corpi celesti. Inoltre, le capacità metaboliche dei microrganismi adattati a vivere nel lago Urania costituiscono una risorsa biotecnologica con potenziali applicazioni in molte attivitá antropiche»

AUTOSTIMA: CORRELAZIONE TRA AUTOSTIMA E DNA

Sicuri di sé e soddisfatti della vita? Bisogna dire grazie ai geni, mentre se il bicchiere è sempre mezzo pieno conta anche l’ambiente in cui siamo cresciuti. Autostima, soddisfazione di vita e ottimismo hanno, infatti, una base genetica comune. Ma nell’ultimo caso l’ambiente sembra avere un peso maggiore rispetto al Dna. Lo rivela uno studio su centinaia di gemelli pubblicato sulla rivista ‘Behavior Genetics’ e coordinato dall’Istituto superiore di sanità, in collaborazione con i Dipartimenti di psicologia delle Università Sapienza di Roma, Bicocca di Milano e con l’ateneo americano di Stanford (California).

La ricerca, che ha coinvolto 428 coppie di gemelli, monozigoti e dizigoti, tra i 23 e i 24 anni, iscritte al Registro nazionale gemelli (www.gemelli.iss.it), ha calcolato le stime di ereditabilità di questi tratti del carattere. Ebbene, le percentuali sono risultate del 73% per l’autostima, del 59% per la ‘soddisfazione di vita’ e del 28% per l’ottimismo. Dunque, i dati mostrano che autostima e soddisfazione di vita sono influenzate, in larga misura, da fattori genetici, mentre per l’ottimismo il ruolo dell’ambiente sembra essere preponderante.

“Ciò può essere dovuto al fatto – spiega Maria Antonietta Stazi, coordinatrice del Registro nazionale gemelli all’Iss e coautrice della ricerca – che l’incertezza del futuro, specialmente in una fascia di età giovane adulta come quella dei gemelli esaminati, rende il grado di ottimismo particolarmente soggetto all’effetto di esperienze contingenti. Quali, ad esempio, il completamento degli studi, l’inizio di un nuovo lavoro oppure il raggiungimento di una migliore posizione economica”. Ma il risultato “davvero innovativo dello studio – aggiunge Corrado Fagnani, ricercatore del Registro nazionale gemelli che ha sviluppato i modelli matematici per questo lavoro – è sicuramente rappresentato da un’elevata correlazione genetica e da una bassa correlazione ambientale riscontrata tra autostima, soddisfazione di vita e ottimismo. I fattori genetici, quindi, sembrano essere largamente condivisi da queste attitudini caratteriali, mentre le esposizioni ambientali potrebbero essere specifiche per ciascuno dei tratti. I risultati indicano che interventi di tipo ambientale per promuovere la salute mentale – sottolinea – potrebbero avere una maggiore influenza su specifici aspetti del benessere psicologico”.

I risultati di questo studio possono costituire la base per future ricerche mirate a individuare varianti geniche che predispongono contemporaneamente all’autostima, alla soddisfazione di vita e all’ottimismo. “Questi tratti – conclude la Stazi – potrebbero rappresentare le dimensioni fondamentali di una ‘sindrome da attitudine positiva’, in grado di proteggere dalla depressione, che vede proprio in un atteggiamento negativo verso se stessi, la vita e il mondo le sue caratteristiche peculiari”.

La Banca biologica del Registro gemelli è nata nel 2006 al Centro nazionale di epidemiologia, sorveglianza e promozione della salute (Cnesps) dell’Iss. Il progetto prevede l’arruolamento di volontari con la raccolta di sangue, saliva e informazioni sullo stato di salute e gli stili di vita di ciascuno. I risultati, insieme all’analisi dei dati clinici e degli stili di vita, contribuiranno a fornire risposte sulle relazioni tra le nostre caratteristiche biologiche e i nostri geni, gli stili di vita e l’ambiente in cui viviamo. Attualmente la Banca biologica conserva materiale raccolto da 1.200 persone (gemelli e non), di varie età, residenti in diverse aree del Paese, per vari progetti di ricerca.

L’origine della vita ricreata in laboratorio

Quattro miliardi di anni fa probabilmente la vita si è originata sulla Terra dal cosiddetto «brodo primordiale», una soluzione acquosa da cui si sono formate le prime molecole organiche. Un team di scienziati britannici è riuscito a riprodurre in laboratorio parte di quel processo.

DODICI ANNI DI PROVE – In uno studio pubblicato su Nature, ricercatori dell’Università di Manchester, guidati da John Sutherland, illustrano come avrebbero creato ribonucleotidi (unità di RNA, molecola base di tutti i processi vitali) a partire da elementi semplici, come quelli che si trovavano presumibilmente nel brodo primordiale. Anziché partire subito aggiungendo fosfato a zuccheri e basi azotate, come era stato fatto finora negli esperimenti di questo tipo, gli scienziati sono partiti dagli elementi più semplici e hanno riprodotto le condizioni ambientali scaldando la soluzione: l’evaporazione ha lasciato indietro un residuo di molecole ibride. Successivamente gli scienziati hanno di nuovo aggiunto acqua, fatto scaldare, lasciato evaporare e irradiato con raggi ultravioletti, in modo da riprodurre il ciclo ambientale dell’ecosistema primordiale: in ogni nuova fase le molecole risultavano sempre più complesse. Infine, solo nella fase conclusiva, hanno aggiunto fosfato, che ha funzionato anche da catalizzatore e da regolatore di acidità: «Sorprendentemente si è formato un ribonucleotide!», ricorda con entusiasmo Sutherland. «Avevamo il sospetto che ci fosse qualcosa di buono là fuori, ma ci sono voluti 12 anni per scoprirlo».

LA COREOGRAFIA DELLE MOLECOLE – Elementi e molecole protagonisti del processo di origine della vita erano noti da tempo (le molecole base usate per questo esperimento sono state trovate sia nella polvere interstellare che nei meteoriti); ma ora finalmente sembra sia stata stabilita la coreografia in cui tali reagenti devono incontrarsi per dare dei risultati utili. Nessuno, in vent’anni di tentativi, era stato in grado di dimostrare concretamente la formazione di elementi di Rna dalla reazione di molecole semplici e sostanze chimiche. Per questo l’esperimento di Sutherland e colleghi rappresenta un passo fondamentale per dimostrare la validità della teoria che pone l’Rna come punto di partenza della vita sulla Terra. Esistono tuttavia ancora molti scettici sulla possibilità che con questo sistema possa essere creata un’intera molecola di Rna, alquanto complessa. Sutherland però spera di sviluppare ulteriormente le sue ricerche in modo da risolvere anche i dubbi rimasti.

L'origine della vita ricreata in laboratorio

Quattro miliardi di anni fa probabilmente la vita si è originata sulla Terra dal cosiddetto «brodo primordiale», una soluzione acquosa da cui si sono formate le prime molecole organiche. Un team di scienziati britannici è riuscito a riprodurre in laboratorio parte di quel processo.

DODICI ANNI DI PROVE – In uno studio pubblicato su Nature, ricercatori dell’Università di Manchester, guidati da John Sutherland, illustrano come avrebbero creato ribonucleotidi (unità di RNA, molecola base di tutti i processi vitali) a partire da elementi semplici, come quelli che si trovavano presumibilmente nel brodo primordiale. Anziché partire subito aggiungendo fosfato a zuccheri e basi azotate, come era stato fatto finora negli esperimenti di questo tipo, gli scienziati sono partiti dagli elementi più semplici e hanno riprodotto le condizioni ambientali scaldando la soluzione: l’evaporazione ha lasciato indietro un residuo di molecole ibride. Successivamente gli scienziati hanno di nuovo aggiunto acqua, fatto scaldare, lasciato evaporare e irradiato con raggi ultravioletti, in modo da riprodurre il ciclo ambientale dell’ecosistema primordiale: in ogni nuova fase le molecole risultavano sempre più complesse. Infine, solo nella fase conclusiva, hanno aggiunto fosfato, che ha funzionato anche da catalizzatore e da regolatore di acidità: «Sorprendentemente si è formato un ribonucleotide!», ricorda con entusiasmo Sutherland. «Avevamo il sospetto che ci fosse qualcosa di buono là fuori, ma ci sono voluti 12 anni per scoprirlo».

LA COREOGRAFIA DELLE MOLECOLE – Elementi e molecole protagonisti del processo di origine della vita erano noti da tempo (le molecole base usate per questo esperimento sono state trovate sia nella polvere interstellare che nei meteoriti); ma ora finalmente sembra sia stata stabilita la coreografia in cui tali reagenti devono incontrarsi per dare dei risultati utili. Nessuno, in vent’anni di tentativi, era stato in grado di dimostrare concretamente la formazione di elementi di Rna dalla reazione di molecole semplici e sostanze chimiche. Per questo l’esperimento di Sutherland e colleghi rappresenta un passo fondamentale per dimostrare la validità della teoria che pone l’Rna come punto di partenza della vita sulla Terra. Esistono tuttavia ancora molti scettici sulla possibilità che con questo sistema possa essere creata un’intera molecola di Rna, alquanto complessa. Sutherland però spera di sviluppare ulteriormente le sue ricerche in modo da risolvere anche i dubbi rimasti.