COMPRENDERE LA LIMITATA CAPACITÀ DI ADATTAMENTO DEI BATTERI D’ACQUA DOLCE È ESSENZIALE PER PREVEDERE E MITIGARE GLI IMPATTI NEGATIVI DEL CAMBIAMENTO CLIMATICO SUGLI ECOSISTEMI ACQUATICI E SVILUPPARE STRATEGIE DI CONSERVAZIONE PIÙ EFFICACI
Il ruolo dei batteri d’acqua dolce
I batteri d’acqua dolce svolgono un ruolo fondamentale negli ecosistemi acquatici: contribuiscono al ciclo dei nutrienti e alla qualità dell’acqua.
Tuttavia, la loro capacità di adattarsi ai cambiamenti ambientali è limitata. Questa vulnerabilità è particolarmente preoccupante alla luce dei cambiamenti climatici, che alterano rapidamente le condizioni ambientali.
La vulnerabilità dei batteri lacustri
- I batteri lacustri si sono adattati a specifiche condizioni chimico-fisiche presenti nell’acqua dolce, come temperatura, pH, concentrazione di nutrienti e ossigeno. Quando queste condizioni cambiano rapidamente o in modo drastico, i microorganismi non hanno il tempo o la capacità di adattarsi.
- L’acqua dolce ha risorse nutrienti relativamente limitate rispetto agli ambienti marini. Questo può significare che i batteri presenti nei laghi hanno meno opportunità di sviluppare e mantenere meccanismi di adattamento complessi, a causa della competizione intensa per le risorse disponibili.
- Negli ambienti d’acqua dolce, le condizioni tendono a cambiare meno frequentemente rispetto agli ambienti marini o terrestri. Questo porta i batteri a sviluppare specializzazioni molto ristrette, adattandosi perfettamente al loro ambiente specifico. Cosa che li rende particolarmente vulnerabili. Ma non finisce qui.
Bassa diversità genetica e cambiamenti climatici
La diversità genetica nei batteri d’acqua dolce può essere inferiore rispetto ad altri ambienti. Di conseguenza, hanno meno possibilità di sviluppare adattamenti utili in risposta a nuovi stress ambientali.
In ultima analisi, fattori come l’inquinamento e l’attività umana, hanno il loro peso sulla resilienza dei microrganismi. Cosa che può portare a una diminuzione della popolazione o addirittura all’estinzione locale.
Ma perché sono così importanti i batteri e gli ambienti lacustri?
Il ruolo dei laghi e le minacce del cambiamento climatico
I laghi, nonostante rappresentino solo una piccola percentuale dell’acqua sulla Terra (circa il 2,5%), svolgono un ruolo importante nell’ecosistema globale e nel ciclo del carbonio.
La loro elevata produttività biologica e l’attività microbica li rendono punti focali per la biodiversità e la sostenibilità umana. Tuttavia, il cambiamento climatico minaccia la stabilità di questi habitat vitali e dei batteri, che, come abbiamo detto, hanno una limitata resilienza.
Questi cambiamenti, disturbano infatti il ciclo dei nutrienti e influenzano la qualità dell’acqua. Ad esempio, un aumento delle temperature può favorire la crescita di alghe nocive, portando a fioriture algali che danneggiano la salute degli ecosistemi acquatici e possono avere gravi conseguenze per la salute umana e la sicurezza alimentare.
A studiare e confermare il fenomeno della resilienza, uno studio condotto in Svizzera.
Un’analisi sulla capacità di adattamento dei batteri d’acqua dolce
Il professor Adrian-Stefan Andrei dell’Università di Zurigo (UZH) e il suo team di ricerca, del Laboratorio di Evogenomica Microbica, hanno condotto un’analisi approfondita sui batteri d’acqua dolce europei.
La ricerca si è concentrata su campioni prelevati da cinque laghi di acqua dolce tra il 2015 e il 2019, tra cui il Lago di Zurigo, il Lago di Thun e il Lago di Costanza in Svizzera, oltre al bacino idrico di Římov e allo stagno di Jiřická nella Repubblica Ceca.
Ebbene, i risultati hanno confermato che molti batteri d’acqua dolce, nonostante siano abbondanti e presentino genomi ridotti, sperimentano lunghi periodi di stagnazione evolutiva anziché adattarsi attivamente alle mutevoli condizioni ambientali.
Date le funzioni vitali che queste comunità svolgono nei sistemi d’acqua dolce, è importante comprendere i limiti dell’adattabilità batterica. Andiamo a fondo sulla questione.
Proteine come indicatori dell’adattamento evolutivo
Secondo Andrei, i proteomi dei batteri (il complesso delle proteine prodotte dal genoma del sistema biologico) hanno già raggiunto uno stato ottimale. Ergo: ulteriori cambiamenti non offrono vantaggi significativi.
Questa inflessibilità limita la loro capacità di esplorare nuove variazioni genetiche e di adattarsi a condizioni ambientali dinamiche.
Insomma, anche se l’ambiente cambia, la struttura e l’attività delle proteine nei batteri d’acqua dolce sembrano stabilizzate. Cosa che impedisce loro di evolversi in risposta ai nuovi stimoli ambientali.
Impatto sugli ecosistemi d’acqua dolce
Gli ecosistemi d’acqua dolce, come laghi e fiumi, dipendono fortemente dall’attività batterica per mantenere il ciclo dei nutrienti e la qualità dell’acqua. Se i batteri non possono adattarsi ai cambiamenti ambientali, il ciclo dei nutrienti viene interrotto.
In questo caso, si potrebbe assistere alla proliferazione di alghe nocive e a una notevole riduzione della biodiversità, che compromette la salute degli ecosistemi e può avere ripercussioni negative anche sulla salute umana e sulla sicurezza alimentare.
