Le popolazioni animali e vegetali sono state ampiamente studiate, il che ha aiutato a comprendere i processi dell’ecosistema e gli adattamenti evolutivi. Tuttavia, questo non è stato il caso delle popolazioni microbiche a causa dell’impossibilità di isolare, coltivare e analizzare il contenuto genetico delle diverse specie e dei loro individui in laboratorio. Pertanto, sebbene sia noto che le popolazioni di microrganismi comprendono una grande diversità, questa rimane in gran parte sconosciuta.
Ora, un nuovo studio dell’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) recentemente pubblicato sulla rivista Microbioma evidenzia il potenziale delle popolazioni microbiche marine come indicatori del cambiamento globale. Nello specifico, il lavoro analizza le conoscenze generate fino ad oggi sulle popolazioni microbiche marine e il loro ruolo nell’ecosistema, concludendo che la loro analisi attraverso lo spazio e il tempo potrebbe riflettere gli effetti del cambiamento globale.
“Questo perché piccoli cambiamenti genetici in queste popolazioni potrebbero essere più direttamente correlati con i lievi ma continui cambiamenti ambientali associati al cambiamento globale, rispetto all’analisi delle specie”, spiega Ramiro Logares, l’autore dello studio. Secondo il ricercatore, ciò non sarebbe stato possibile senza le nuove tecniche molecolari e computazionali, che hanno permesso di esplorare a livello genetico e in modo più generalizzato la distribuzione e la diversità delle popolazioni microbiche nei loro ambienti naturali. “Questi approcci hanno reso possibile rilevare variazioni genetiche che potrebbero riflettere adattamenti ai cambiamenti ambientali su scala contemporanea, vale a dire decenni o anni”, aggiunge Logares.
Applicazione su larga scala di tecniche molecolari
Lo studio della variabilità delle popolazioni di microrganismi è stato possibile grazie all’applicazione su larga scala di tecniche molecolari come la metagenomica e la metatrascrittomica, che hanno rivoluzionato la capacità di analizzare queste popolazioni direttamente dai loro habitat, superando alcuni dei limiti della tradizionale coltura di laboratorio metodi.
Nello specifico, per questo studio sono stati compilati dati genetici di specie microbiche acquatiche non coltivate. I risultati hanno indicato una sostanziale diversità genetica nelle popolazioni microbiche marine e hanno identificato modelli distinti di differenziazione e adattamento della popolazione. Ciò evidenzia l’importante ruolo della selezione ambientale, determinata, tra le altre cose, dalla temperatura, nella strutturazione delle popolazioni microbiche.
“Questo lavoro evidenzia l’importanza di aumentare la nostra comprensione delle popolazioni microbiche nell’oceano. Conoscere la diversità genetica e le dinamiche delle popolazioni dei microbi marini ci consente di ottenere informazioni preziose sulla loro resilienza o vulnerabilità ai cambiamenti globali”, sottolinea Logares.
Nel complesso il lavoro, basato sulla revisione di oltre 150 articoli, approfondisce le caratteristiche e la struttura delle popolazioni microbiche, offrendo una visione completa di come la variabilità genetica delle popolazioni possa essere correlata ai processi ecosistemici e agli adattamenti evolutivi.
Lo studio evidenzia inoltre l’importanza di comprendere le popolazioni microbiche nel contesto del cambiamento globale e il loro ruolo all’interno dell’ecosistema marino. Nell’oceano, i microbi sono responsabili di processi come il riciclaggio dei nutrienti o la decomposizione degli inquinanti, la cui efficienza può dipendere dalle caratteristiche delle popolazioni microbiche.
Per questo motivo, l’autore sostiene di continuare ad approfondire la ricerca sulla genomica delle popolazioni per svelare questa dimensione ancora poco compresa della diversità microbica, che, prevede, “porterà a una migliore comprensione dell’architettura e del funzionamento del microbioma marino, qualcosa che, a sua volta, aiuterà a progettare migliori strategie di gestione e conservazione.”
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