A metà degli anni ’90, gli scienziati fecero una scoperta che sconvolse la comprensione della vita sulla Terra: vasti serbatoi di microbi possono essere trovati sotto la superficie del pianeta, spesso sepolti a chilometri di profondità nella roccia senza luce solare. Si stima ora che almeno la metà (50-80 percento) delle cellule microbiche della Terra viva nel sottosuolo. Per esplorare e documentare questo affascinante mondo nascosto, gli scienziati del Marine Biological Laboratory (MBL) a Woods Hole hanno sviluppato un atlante globale della diversità microbica che risiede nelle profondità della Terra. Questo sforzo rivoluzionario ha comportato l’analisi di oltre 1.000 campioni genetici di microbi, principalmente batteri e archea (un altro dominio della vita una volta considerato batteri), raccolti da 50 ecosistemi marini e terrestri in tutto il mondo. Dopo otto anni di studio, hanno trovato 31.000 tipi unici di archea e più di 377.000 tipi unici di batteri nei loro campioni. Questi tipi sono chiamati ASV (varianti di sequenza ampliconica), che sono come “codici a barre” che identificano la composizione delle comunità microbiche. I loro risultati suggeriscono che i microrganismi del sottosuolo erano incredibilmente diversi – una scoperta sorprendente considerando che abitano un ambiente così inospitale ed estremo.
“Si presume comunemente che più si scende sotto la superficie della Terra, meno energia è disponibile e minore è il numero di cellule che possono sopravvivere. Mentre più energia è presente, più diversità può essere generata e mantenuta – come nelle foreste tropicali o nelle barriere coralline, dove c’è molta luce solare e calore,” ha detto Emil Ruff, autore principale dello studio e scienziato associato presso il MBL, in una dichiarazione. “Ma dimostriamo che in alcuni ambienti del sottosuolo, la diversità può facilmente rivaleggiare, se non superare, la diversità in superficie. Questo è particolarmente vero per gli ambienti marini e per i microbi nel dominio degli Archea,” ha aggiunto Ruff.
Hanno anche notato che c’è un abisso di differenza tra i microbi marini e i loro omologhi terrestri, proprio come il resto della vita sulla superficie della Terra. “Questo sembra essere un principio ecologico universale. C’è una divisione molto chiara tra le forme di vita nei regni marino e terrestre, non solo in superficie, ma anche nel sottosuolo. Le pressioni selettive sono molto diverse sulla terra e nel mare, e selezionano organismi diversi che hanno difficoltà a vivere in entrambi i regni,” ha detto Ruff.
Le forme di vita sotterranee sembrano seguire un altro libro di regole. La maggior parte degli esseri viventi in superficie può tracciare la propria energia fino alle cellule fotosintetiche che usano la luce per produrre molecole organiche. In assenza di luce solare, i microbiomi sotterranei devono fare affidamento su altri metodi. Alcuni si nutrono delle piccole quantità di materia organica che si trovano nell’ambiente desolato, mentre altri ottengono energia attraverso il decadimento radioattivo delle rocce. Un’altra tattica è la chemosintesi, che produce nutrienti attraverso reazioni chimiche inorganiche.
Un vulcano di fango sul fondo del mare rilascia fluidi ricchi di metano dalle profondità, creando un’intersezione dinamica tra i mondi del sottosuolo e della superficie. Questi siti spesso diventano centri di vita prospera nell’oceano profondo altrimenti desolato.
L’ultra-scarsezza di risorse costringe anche gli organismi del profondo della Terra a operare su una scala temporale molto diversa. “È affascinante che, in questi ambienti a bassa energia, la vita sembri rallentata, a volte al minimo assoluto. In base alle stime, alcune cellule del sottosuolo si dividono in media una volta ogni 1.000 anni. Quindi, questi microbi hanno scale temporali di vita completamente diverse, e possiamo potenzialmente imparare qualcosa sull’invecchiamento da loro,” ha aggiunto Ruff.
La scoperta dei microbiomi del sottosuolo sfida le nostre supposizioni sulla vita altrove nel Sistema Solare dimostrando che la vita può prosperare in ambienti estremi e privi di energia che di solito non sono favorevoli alla vita. Se le comunità microbiche possono persistere a chilometri di profondità sotto la superficie della Terra, forse forme di vita simili potrebbero esistere sotto la superficie di Marte, Europa o Encelado, dove gli ambienti sotterranei potrebbero ospitare ecosistemi nascosti nonostante le condizioni superficiali avverse.
Lo studio è pubblicato sulla rivista Science Advances.