Scoperta di un Microbo Unicellulare e la Sua Evoluzione Multicellulare
Un microbo unicellulare, capace di prosperare in ambienti estremi come i laghi salati, ha dimostrato una sorprendente abilità: trasformarsi in una struttura multicellulare in risposta all’aumento della pressione ambientale. Questa scoperta rappresenta un’importante tappa nell’evoluzione della multicellularità clonale. Un team internazionale di ricercatori, guidato dalla patobiologa Theopi Rados della Brandeis University, ha documentato questa scoperta in un articolo scientifico. Il microbo in questione appartiene al dominio degli archei, precisamente alla specie Haloferax volcanii, che, pur assomigliando ai batteri, condivide molte più affinità con gli eucarioti, il dominio a cui apparteniamo noi esseri umani. Questa scoperta offre nuove prospettive sulla comprensione dell’evoluzione della vita.
La Multicellularità e le Sue Implicazioni
La multicellularità è un fenomeno comune tra gli eucarioti, ma piuttosto raro tra i batteri. Fino ad oggi, H. volcanii è stato identificato come il secondo archeo noto a compiere questo significativo salto evolutivo verso la multicellularità. Questo microbo possiede una serie di straordinarie tecniche di cambiamento di forma, che gli consentono di adattarsi e prosperare in ambienti estremi, come il Mar Morto e il Grande Lago Salato. La comprensione di queste tecniche non solo arricchisce il nostro sapere sulla biologia microbica, ma potrebbe anche avere applicazioni pratiche in biotecnologia e medicina.
Meccanismi di Trasformazione del Microbo
La ricerca ha rivelato che, quando il rivestimento esterno di H. volcanii è sottoposto a forze fisiche, il microbo assume una conformazione che ricorda quella degli organismi complessi, trasformandosi in una forma multicellulare. Rados ha scoperto questa inusuale strategia in modo fortuito, posizionando una singola cellula di H. volcanii sotto un cuscinetto di gelatina, che applicava una pressione di soli 10 kPa, equivalente a quella che si sperimenta a 10 metri di profondità nell’acqua. In circa due ore e mezza, la cellula malleabile è stata appiattita, prima di avere la possibilità di clonarsi. Questo processo di metamorfosi offre spunti interessanti per la ricerca futura.
Risposte del Microbo a Pressioni Estreme
Per esplorare le reazioni del microbo in condizioni più simili al suo habitat naturale, i ricercatori hanno successivamente esposto H. volcanii a pressioni superiori a 100 kPa, corrispondenti a circa 10 metri di profondità sott’acqua. Sorprendentemente, non solo l’organismo si è appiattito, ma nel corso di 12 ore le sue cellule hanno iniziato a crescere e a organizzarsi in un cluster fuso, simile al tessuto degli organismi multicellulari. La flessibilità dello strato superficiale proteico dei microbi, che ricorda più le membrane cellulari animali rispetto alle rigide pareti cellulari di piante e funghi, sembra giocare un ruolo cruciale in queste modalità di metamorfosi. Questa scoperta potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione della biologia cellulare.
Strutture Cellulari e Loro Funzioni
Questa tensione meccanica genera due distinti tipi di cellule disposte in un layout che ricorda il guscio di una tartaruga: le cellule periferiche, a forma di cuneo, si formano ai margini del tessuto e risultano più piatte e larghe, mentre le cellule geometriche scutoidi, densamente impacchettate, sono più alte. Le cellule scutoidi, in particolare, sono le più simili a quelle degli eucarioti, dove questa forma è comune nelle curve del tessuto epiteliale, come nelle superfici del nostro intestino e della nostra pelle. La presenza di queste forme in un organismo il cui piano corporeo precede gli eucarioti suggerisce che le cellule scutoidi potrebbero essere più antiche e fondamentali per la multicellularità di quanto si fosse precedentemente ipotizzato. Questa scoperta apre nuove strade per la ricerca sulla biologia evolutiva.
Conclusioni e Prospettive Future
La capacità degli archei di orchestrare strutture complesse simili a tessuti indica che la natura potrebbe essere in grado di far emergere tratti complessi da materiali apparentemente semplici. Questa ricerca è stata pubblicata insieme a una prospettiva sulla Biologia Cellulare, aprendo nuove strade per la comprensione dell’evoluzione della multicellularità. Le implicazioni di queste scoperte potrebbero estendersi ben oltre la biologia microbica, influenzando campi come la medicina rigenerativa e la biotecnologia. La continua esplorazione di questi fenomeni potrebbe rivelare ulteriori segreti sulla vita e la sua evoluzione.
