Le comunità microbiche, costituite da piccoli organismi invisibili, svolgono un ruolo vitale in processi come la produzione di biocarburanti e nuovi alimenti. Gli scienziati cercano di capire come progettare queste comunità per ottimizzare il loro funzionamento, ma una semplice regola di previsione sembra non funzionare. Scopriamo cosa rende così complesso il vivere insieme dei microrganismi e come questo studio ci avvicina a nuovi strumenti predittivi.
Le Comunità Microbiche: Oltre la Somma delle Parti
Le comunità microbiche, analogamente a piante e animali, sono costituite da diverse specie che coesistono. Queste comunità giocano un ruolo sempre più importante nelle biotecnologie, come la produzione di biocarburanti e il miglioramento delle colture. Per sfruttare al meglio il loro potenziale, è essenziale prevedere quali specie possono vivere insieme in armonia. Tuttavia, una regola semplice che ha dominato le previsioni finora sembra non essere sempre valida.
Un’Ipotesi Semplice, Ma Non Sempre Corretta
I Ricercatori dell’Università della Pennsylvania, del Centro Nacional de Biotecnología del Consiglio Nazionale delle Ricerche spagnolo, della Delft University of Technology e dell’Università di Yale, hanno studiato come prevedere la coesistenza batterica in comunità complesse. In questo lavoro di Chang et al. gli autori hanno esaminato un’ipotesi popolare: Per far coesistere più specie (ad esempio A, B e C) in una comunità, ogni coppia di specie deve anche coesistere tra loro come coppia isolata, ad esempio A deve coesistere con B, B deve coesistere con C e C deve coesistere con A. Questa ipotesi ha preso piede negli ultimi anni ed è molto allettante perché, se fosse generalmente corretta, offrirebbe un modo semplice e pratico per prevedere la coesistenza in comunità microbiche complesse. Per verificare questa idea, gli autori hanno deciso di smontare dodici diverse comunità microbiche contenenti da tre a dieci specie che coesistevano insieme. Hanno quindi messo in competizione ogni possibile coppia di microrganismi e hanno scoperto che, contrariamente a quanto ipotizzato, la maggior parte delle coppie non è riuscita a coesistere. In altre parole, la semplice regola per prevedere la coesistenza non funziona sempre, indicando che quando si tratta di coesistenza, il tutto è spesso più della somma delle sue parti.
Nuovi strumenti di previsione
Il lavoro di Chang sottolinea che l’importante problema di prevedere quali microbi possono vivere insieme non è ancora risolto, evidenziando la necessità di costruire nuovi strumenti predittivi. Sebbene questa possa essere vista come una cattiva notizia, in realtà rappresenta un enorme passo avanti, in quanto stabilisce che nelle comunità microbiche l’insieme è molto più della somma delle sue parti. Questo aiuterà a costruire nuovi modelli che potranno contribuire a progettare le comunità microbiche. “Stiamo cercando di capire l’incredibile diversità che vediamo nelle comunità batteriche“, spiega Djordje Bajić, professore assistente di microbiologia industriale.
“Come possono coesistere così tante specie all’interno della stessa comunità?”
Capire come i batteri coesistono è importante per comprendere meglio il nostro mondo, dal momento che le comunità microbiche colonizzano quasi ogni superficie del nostro pianeta, spiega Bajić: “Svolgono un ruolo nel ciclo globale degli elementi e sono essenziali per la salute del nostro microbioma intestinale. Questo studio avrà sicuramente un impatto sulla nostra comprensione delle comunità microbiche e del microbioma. E informerà anche la costruzione di modelli e tecnologie per progettare microbiomi e orientare quelli esistenti verso gli stati desiderati in molte applicazioni: ad esempio nella salute, nel trattamento delle acque reflue, nella produzione di biopesticidi e biofertilizzanti sostenibili basati sui microbi“.
La festa dei batteri
Si può pensare a questo studio come se ci si trovasse a una festa in cui ci piacciono molte persone, ma non molte altre. L’idea consolidata è che per divertirsi bisogna piacere a tutti. Non è detto che sia così, ovviamente. Potete semplicemente ignorare le persone che non vi piacciono e scegliere di passare la serata a parlare con altre persone. Potete anche partecipare alle discussioni con le persone che non vi piacciono e divertirvi lo stesso, a patto che anche altre persone partecipino a queste conversazioni.
