Invasioni batteriche. A volte sono una risorsa

Se si pensa al concetto di invasione batterica probabilmente non viene in mente nulla di buono. In condizioni normali, infatti, un microrganismo “invasore” inserito in una comunità batterica ne riduce la funzionalità. Eppure non è sempre così. Una ricerca condotta dall’Università belga di Gent in collaborazione con le Università di Bologna e Milano, pubblicata su Nature Communication, ha infatti dimostrato che al variare delle condizioni ambientali e della struttura della comunità microbica questo può non essere vero: in particolare il microrganismo estraneo può diventare una risorsa per la comunità batterica quando questa è già sotto stress.

L’indagine è stata condotta realizzando in laboratorio microcosmi sperimentali per analizzare gli effetti che l’introduzione di un batterio “alieno” causa su diverse comunità di microrganismi più o meno equilibrate al loro interno. Le attività umane hanno un impatto rilevante nella diffusione di specie “aliene” – piante, animali e microorganismi – in ambienti nei quali non sarebbero altrimenti in grado di svilupparsi. Generalmente questa “invasione” è considerata una minaccia per la biodiversità, per la regolare attività di una comunità e per la preservazione dell‘ambiente in cui è inserita. Il tema è ampiamente dibattuto nella comunità scientifica, non essendo ancora stato chiarito il nesso tra successo dell’invasione, organizzazione della comunità microbica e modifiche della sua funzionalità. Lo studio italo-belga colma questa lacuna.
 
In particolare, gli scienziati hanno valutato il ruolo dell’abbondanza relativa delle specie di una comunità batterica e di uno stress ambientale nel determinare, da un lato, la resistenza alla crescita di un batterio “alieno” e, dall’altro, l’effetto che tale invasione ha sulla funzionalità della comunità stessa.
La ricerca ha rilevato che le comunità “equilibrate”, costituite da diverse specie aventi tutte una simile abbondanza relativa, sono più resistenti all’invasione rispetto a comunità nelle quali poche specie sono dominanti. In assenza di stress, l’introduzione di un batterio estraneo induce un effetto negativo sulla funzionalità di una comunità microbica. Al contrario, in caso di uno stress ambientale che compromette l’attività di alcuni suoi membri riducendone l’efficienza, il microrganismo invasore può diventare una risorsa per la comunità ospite aiutandola a ripristinare le funzionalità compromesse.
Queste scoperte, oltreché rappresentare un passo significativo nella comprensione dei complessi meccanismi che determinano l’ecologia microbica, possono avere implicazioni cruciali, in diversi ambiti, dalle scienze ambientali alla microbiologia medica. Gli scienziati infatti, possono far leva sulle condizioni ambientali per la gestione delle comunità microbiche, favorendo invasioni volute (quali, ad esempio, l’introduzione di un probiotico nella flora intestinale) o contrastando un’aggressione patogena.
 
Alla ricerca hanno partecipato, per l’Università di Milano Daniele Daffonchio e Annalisa Balloi del Dipartimento di Scienze per gli Alimenti, la Nutrizione e l’Ambiente e per l’Università di Bologna, Fabio Fava e Andrea Negroni del Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali. In particolare, Balloi e Negroni hanno trascorso diversi periodi di ricerca a Gent durante il dottorato, prendendo parte alla realizzazione degli esperimenti.