Simbiosi mai viste: un batterio che alimenta il suo ospite

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Immaginate se all’interno del nostro organismo ci fosse un batterio che provvedesse a rifornirci di tutte le sostanze nutritive di cui abbiamo bisogno. È proprio quello che succede a un verme marino, che ha una simbiosi davvero straordinaria con un batterio. A scoprirlo sono stati i ricercatori del Max Planck Institute for Marine Microbiology che nei fondali sabbiosi a largo dell’Isola d’Elba hanno trovato un verme marino (genere Paracatenula) sprovvisto di bocca e intestino che opita al suo interno un batterio (Candidatus Riegeria) dal quale riceve tutto il nutrimento di cui ha bisogno. Una forma di simbiosi mai vista.

La dieta del batterio

Il batterio e il verme piatto sono una coppia perfetta da almeno 500milioni di anni. In questo lunghissimo periodo di tempo, precisano i ricercatori, il genoma del batterio simbionte si è ridotto notevolmente, pur mantenendo le funzioni essenziali e riuscendo a offrire al verme marino tutti i nutrienti di cui ha bisogno per vivere, tra cui lipidi e proteine, zuccheri, acidi grassi e vitamine. “Non abbiamo mai visto nulla di simile in nessun’altra simbiosi: un singolo batterio che, nonostante un genoma così ridotto, può produrre tante sostanze diverse e renderle disponibili al suo ospite”, spiega Harald Gruber-Vodicka, autore dello studio appena pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences.

Come avviene per le piante, che usano la luce come fonte di energia, con la fotosintesi, il batterio simbionte si serve di energia chimica per la chemosintesi. Questo processo consiste nel trasformare alcune sostanze inorganiche, come l’acqua e l’anidride carbonica, in composti organici a più alta energia, come per esempio il glucosio.

Una simbiosi mai vista prima

Ma la scoperta più sorprendente è stata la modalità con cui il batterio fornisce le sostanze nutritive al verme piatto. “In tutte le simbiosi chemiosintetiche finora conosciute, l’ospite digerisce i batteri per ricavare i suoi nutrienti”, spiega Oliver Jäckle, co-autore della ricerca. Ma nulla di tutto ciò è stato osservato in quest’ultima simbiosi: attraverso analisi di microscopia elettronica i ricercatori hanno scoperto che i batteri sono vivi e vegeti e riforniscono il verme secernendo piccolissime vescicole, come goccioline. “È un po’ come gli alberi da frutta”, commenta Gruber-Vodicka. “I batteri producono continuamente frutti, che il verme raccoglie. In altre forme di simbiosi, invece, i batteri vengono digeriti dal verme, sono come un campo di grano che viene mietuto”.

Ricerche future

I risultati della ricerca forniscono preziose informazioni su come funzionano le simbiosi tra i batteri e i loro ospiti. “Il nostro lavoro interdisciplinare, che ha combinato la genomica con indagini microscopiche ed elettrochimiche e con esperimenti fisiologici, ci ha permesso di analizzare la simbiosi molto più nel dettaglio”, ha sottolineato Jäckle. Basandosi su questi risultati, il team di ricercatori ha ora in programma di analizzare il genoma del verme piatto. “Il verme non ha mezzi per espellere, e per ora sembra che non abbia neanche una sorta di cassonetto cellulare”, conclude Gruber-Vodicka. “Apparentemente sembra che il verme utilizzi tutto ciò che i batteri gli forniscono, in un modo o nell’altro”, dice Gruber-Vodicka.

Riferimenti: Pnas

Credit immagine: Oliver Jäckle/Max Planck Institute for Marine Microbiology

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