Batteri vulcanici “mangia CO2 e metano”: ecco come possono aiutarci ad affrontare la crisi climatica

Gli ambienti vulcanici ospitano forme di vita straordinarie, batteri e microorganismi adattati anche alle condizioni più estreme: comunità microbiche uniche, coinvolte nel ciclo di elementi come carbonio, idrogeno, zolfo e azoto.  Alcune sono molto efficienti nella cattura di gas climalteranti come il metano e il biossido di carbonio (CO₂) e possono fornire preziosi indizi sul cambiamento climatico e sulle soluzioni volte a sottrarre i gas serra all’atmosfera, oltre ad avere potenziali applicazioni nelle tecnologie verdi, come i biocarburanti.

I vulcani nel nostro Paese sono numerosi e per studiare la peculiare microbiologia di questi punti caldi naturali della produzione e della degradazione dei gas serra, alcuni sono stati oggetto di un’accurata analisi nell’ambito di diversi progetti. Tra questi, il progetto europeo VOLCANO e il più recente progetto internazionale Two Frontiers.

VOLCANO, il progetto per studiare i microrganismi “mangia metano” che vivono nei fanghi caldi e acidi

Il progetto VOLCANO, finanziato dalla Unione Europea e concluso nel 2020, ha cercato i microrganismi estremofili nei suoli bollenti ed estremamente acidi che si trovano in tre “hot spot” italiani: il vulcano Solfatara vicino a Napoli, l’isola di Vulcano, nell’Arcipelago delle Isole Eolie, e l’isola di Pantelleria.

Il team di ricercatori guidato dal Prof. Huub Op den Camp, un microbiologo della Radboud University in Nijmegen, nei Paesi Bassi, è riuscito a  caratterizzare centinaia di specie batteriche, compresi i membri di un nuovo genere sconosciuto. Molte di queste specie sono metanotrofe, si nutrono cioè del metano presente nel suolo.

“La concentrazione di metano nell’atmosfera sta aumentando: se si potesse isolare un organismo che può eliminarlo facilmente, potrebbe essere molto utile” –  ha osservato Op den Camp, affermando, tra l’altro,  che “una migliore comprensione di come questi batteri mediano il flusso di metano tra l’atmosfera e le fonti come le zone umide aiuterà a migliorare i modelli climatici”.

Altri ceppi di interesse isolati dal team di ricercatori includono una specie in grado di convertire il metano in metanolo, un importante precursore nell’industria chimica, e un batterio di Pantelleria che vive con una dieta composta esclusivamente da gas (idrogeno, ossigeno e CO₂), bruciando idrogeno per ricavare l’energia necessaria per fissare biossido di carbonio.

Two Frontiers e i batteri delle sorgenti termali che assorbono velocemente CO₂ e affondano

Fondato dal Dr. Braden Tierney delle università americane della Weill Cornell Medical College e Harvard Medical School e da un team internazionale di microbiologi che comprende anche quattro ricercatori italiani, il Progetto Two Frontiers (2FP, https://twofrontiers.org/) è un’iniziativa che organizza spedizioni dedicate all’esplorazione delle  “più grandi frontiere dell’umanità: gli oceani e lo spazio”. Questo team si concentra soprattutto sullo studio di microrganismi  “mangia carbonio” adattati a vivere in ambienti estremi .

Ad oggi, 2FP ha completato due spedizioni di ricerca denominate CARBON1 e CARBON2. CARBON1 si è svolta nel settembre del 2022 alle Isole Eolie, al largo della Sicilia, per campionare la vita microbica presente nelle sorgenti  idrotermali  sottomarine altamente acide dell’isola di Vulcano. In questo habitat, gli scienziati sono riusciti ad  isolare dei batteri fotosintetici (cianobatteri) che sottraggono CO₂ all’ambiente ad una velocità sorprendente,  e che affondano nell’acqua, caratteristica, questa, che contribuirebbe a stoccare la CO₂ assorbita.

La scoperta è stata riportata dal giornale britannico Guardian e anch’essa potrebbe contribuire a sviluppare nuove applicazioni utili per affrontare la crisi climatica. I risultati di questa spedizione e della spedizione CARBON 2, avvenuta nel  febbraio 2023 alle  sorgenti termali delle Montagne Rocciose in Colorado, saranno presto pubblicati e resi disponibili alla comunità scientifica.