Isolation, Phenotypic Characterisation and Molecular Identification of Thermophilic and Halophilic Bacteria from the İzmir–Dikili (Bademli) Marine Hot Spring, Türkiye

Profondamente sotto la crosta terrestre, dove la roccia incontra il fuoco e l'oceano incontra la terra, si trovano ambienti così ostili che la maggior parte della vita morirebbe istantaneamente. Queste sono le sorgenti termali, forni naturali dove l'acqua bolle e i minerali si sciolgono in alte concentrazioni. Eppure, all'interno di queste pozze bollenti e salate, un mondo nascosto prospera. Gli scienziati chiamano questi sopravvissuti estremofili, organismi che si sono evoluti non solo per resistere, ma per fiorire in condizioni che distruggerebbero la vita ordinaria. Tra di loro ci sono i termofili, che amano il calore intenso, e gli alofili, che richiedono un'alta salinità. Comprendere come queste creature microscopiche sopravvivano offre più di una semplice curiosità biologica; fornisce una finestra su come la vita possa essere iniziata sulla Terra e suggerisce potenti strumenti per l'industria, dai detergenti che funzionano in acqua calda agli enzimi in grado di scomporre i rifiuti.

In un angolo specifico della Turchia occidentale, dove il Mar Egeo lambisce un paesaggio geotermico, i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione alla sorgente termale marina di Bademli. Situata vicino al villaggio di Bademli, nel distretto di Dikili, questo sito è unico perché è uno dei rari luoghi in cui l'acqua calda sotterranea, riscaldata dal magma della Terra, si mescola direttamente con l'acqua di mare prima di affiorare in superficie. Ciò crea un laboratorio naturale di calore estremo e alta salinità. Un team di scienziati dell'Università di Dicle si è messo in viaggio per esplorare questo ecosistema, ponendosi una domanda semplice ma profonda: quali tipi di batteri vivono qui e come sono strutturati per sopravvivere?

I ricercatori hanno iniziato il loro lavoro visitando tre punti distinti lungo il bordo della sorgente, ciascuno con la propria temperatura e composizione chimica. Nella stazione più calda, l'acqua raggiungeva quasi i 70 gradi Celsius, mentre le altre erano leggermente più fresche ma comunque bollenti. Da queste località, hanno raccolto campioni di acqua, fango e sabbia. Tornati in laboratorio, non si sono limitati a osservare i campoli al microscopio; hanno incoraggiato gli abitanti invisibili a crescere. Hanno posto i campioni in speciali brodi nutritivi progettati per favorire i batteri amanti del calore e tolleranti al sale, e per garantire di catturare le forme più resilienti, hanno riscaldato i campioni a 80 gradi Celsius per dieci minuti. Questo passaggio era cruciale perché ha ucciso qualsiasi batterio che non potesse formare spore protettive, lasciando dietro di sé solo i sopravvissuti più duri.

Da questo processo, il team ha isolato ventisette ceppi distinti di batteri. Ogni ceppo ha formato una colonia con la propria personalità unica. Alcune colonie erano circolari e lisce, mentre altre erano irregolari o filamentose. I loro colori variavano dal bianco cremoso e giallo pallido al marrone scuro e persino al rosa. Per comprendere questi minuscoli organismi, gli scienziati li hanno sottoposti a una serie di test. Hanno controllato se i batteri potessero muoversi da soli, se potessero scomporre zuccheri complessi come l'amido e come reagivano a diverse sostanze chimiche. Hanno anche testato quali antibiotici potessero impedire la crescita dei batteri, una procedura standard per comprendere le loro difese biologiche. I risultati hanno rivelato una comunità diversificata. La maggior parte dei batteri era Gram-positiva, il che significa che possedevano una parete cellulare spessa, e tutti erano in grado di formare spore, un meccanismo di sopravvivenza che permette loro di "dormire" durante le condizioni avverse. Erano anche generalmente in grado di respirare ossigeno e scomporre proteine e amidi, tratti che suggeriscono un metabolismo robusto e attivo.

La parte più rivelatrice dello studio è emersa quando gli scienziati hanno esaminato il codice genetico di tredici di questi ceppi. Sequenziando un gene specifico noto come gene 16S rRNA, che funge da impronta digitale biologica per i batteri, sono riusciti a identificare esattamente ciò che stavano osservando. L'analisi genetica ha mostrato che la stragrande maggioranza di questi batteri amanti del calore e tolleranti al sale apparteneva a due gruppi ben noti: il genere Bacillus e il genere Anoxybacillus. Questi sono famiglie di batteri famose per la loro capacità di resistere ad ambienti estremi. Le sequenze genetiche dei nuovi isolati corrispondevano strettamente a specie note come Bacillus haynesii, Bacillus paralicheniformis e Anoxybacillus gonensis.

Tuttavia, la storia non è finita con la semplice identificazione. Quando i ricercatori hanno confrontato le sequenze genetiche dei loro nuovi isolati con il database dei batteri noti, hanno trovato qualcosa di intrigante. Sebbene molti ceppi fossero molto simili alle specie conosciute, diversi mostravano una corrispondenza genetica inferiore al 98 percento. Nel mondo della tassonomia batterica, una corrispondenza inferiore a questa soglia suggerisce spesso che l'organismo potrebbe essere una nuova specie o una sottospecie distinta mai descritta prima. Ad esempio, un ceppo dalla stazione più calda mostrava una somiglianza di solo il 96,73 percento con il suo parente più stretto noto, suggerendo che potesse trattarsi di una variante unica adattata specificamente alla sorgente di Bademli.

Lo studio conclude che la sorgente termale marina di Bademli è un ricco serbatoio di diversità microbica, ospitando una comunità di batteri perfettamente sintonizzati sulle doppie pressioni del calore elevato e dell'alta salinità. Il fatto che questi organismi appartengano in gran parte ai gruppi Bacillus e Anoxybacillus è significativo, poiché i membri di queste famiglie sono noti per produrre enzimi che rimangono stabili e attivi ad alte temperature. Sebbene il documento non rivendichi la scoperta di una cura miracolosa o di un nuovo processo industriale, stabilisce che questa sorgente turca è una casa naturale per questi microbi versatili. La presenza di ceppi che potrebbero essere nuovi per la scienza suggerisce che la sorgente di Bademli detiene un potenziale inespresso. Comprendendo come questi batteri sopravvivano e funzionino, gli scienziati possono apprezzare meglio i limiti della vita sulla Terra e forse un giorno sfruttare i loro unici strumenti biologici per il beneficio umano.