Immagine di una diatomea artica, che mostra i filamenti di actina che corrono al centro e ne consentono il movimento di pattinaggio.
Scoperta sorprendente nell’Artico: le diatomee, alghe unicellulari intrappolate nel ghiaccio, non solo sopravvivono a -15°C, ma si muovono attivamente. Un nuovo studio svela un ecosistema nascosto e vitale sotto il ghiaccio polare
Scoperta rivoluzionaria: microrganismi sopravvivono nel ghiaccio artico.
Se estrai una carota di ghiaccio dai margini della calotta polare artica, potresti notare una sottile linea scura. Non è sporco: sono diatomee, alghe unicellulari con pareti esterne di vetro. La loro presenza nel ghiaccio non è una novità, ma poiché sembravano intrappolate e inattive, per anni nessuno ha approfondito il loro studio.
Scoperta rivoluzionaria
Una nuova ricerca condotta da Stanford e pubblicata sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences ha svelato che le diatomee artiche non sono affatto immobili. Non solo sopravvivono: si muovono, e lo fanno a temperature estreme.
«Non è la criobiologia da film anni ’80. Le diatomee sono attive fino a -15°C, ed è davvero sorprendente», ha dichiarato il dottor Manu Prakash (2), professore associato di bioingegneria a Stanford.
Record biologico
-15°C (5°F) è la temperatura più bassa mai registrata per il movimento di una cellula eucariote – il tipo di cellula complessa presente in piante, animali e funghi.
La dottoressa Qing Zhang, ricercatrice post-doc e autrice principale dello studio, ha osservato le diatomee scivolare sul ghiaccio come pattinatrici. Il loro movimento è reso possibile da una combinazione di muco e motori molecolari.
Diatomee artiche: Scoperte straordinarie da una spedizione nel Mare dei Ciukci
Le affascinanti diatomee artiche protagoniste di questa ricerca sono il frutto di una spedizione scientifica di 45 giorni nel Mare dei Ciukci, a bordo della nave da ricerca Sikuliaq, di proprietà della National Science Foundation e gestita dall’University of Alaska Fairbanks.
I ricercatori del Prakash Lab (3) e del laboratorio di Kevin Arrigo (4), professore di scienze dei sistemi terrestri alla Stanford Doerr School of Sustainability, hanno raccolto carote di ghiaccio da 12 stazioni durante l’estate. Grazie a una serie di microscopi di bordo sviluppati negli anni dal team Prakash, è stato possibile osservare l’interno del ghiaccio e documentare la vita segreta di queste incredibili alghe unicellulari.
Una volta rientrati, gli scienziati hanno estratto le diatomee e ricreato il loro habitat in una capsula di Petri con uno strato sottile di acqua dolce ghiacciata e uno di acqua salata molto fredda. Quando il ghiaccio si forma nell’Artico, espelle il sale, lasciando canali microfluidici nell’acqua dolce congelata. Per simulare questi canali, il team ha usato… i propri capelli!
Anche abbassando la temperatura di un microscopio speciale sotto lo zero, le diatomee hanno continuato a muoversi, scivolando attraverso queste “autostrade” sottili come fili. Esperimenti successivi, con gel contenenti microsfere fluorescenti, hanno tracciato i loro spostamenti come impronte sulla sabbia.
Lo scivolamento: una locomozione elegante
La vera sorpresa? Le diatomee artiche si muovono senza agitarsi, contrarsi o usare appendici. Al contrario, praticano una forma elegante di locomozione: lo scivolamento.
«Secernano un polimero simile al muco delle lumache, che aderisce alla superficie come una corda con un’ancora», spiega la ricercatrice Zhang. «Poi tirano quella ‘corda’, generando la forza necessaria per avanzare».
Questo meccanismo di movimento – chiamato corda di mucillagine – si basa su actina e miosina, lo stesso sistema biologico che permette ai muscoli umani di contrarsi. Il fatto che funzioni anche in condizioni sottozero è oggi una delle domande chiave che il laboratorio sta cercando di risolvere.
Confrontando le diatomee artiche con quelle di climi temperati che scivolano sul vetro, il team ha scoperto che le specie polari si muovono molto più velocemente.
L’Artico sotto il ghiaccio è verde: Scoperte incredibili dal Prakash Lab
Durante una spedizione scientifica nell’Artico, il Prakash Lab ha raccolto una quantità impressionante di dati su diversi progetti, non solo sulle diatomee. Tra i materiali più sorprendenti c’è un video girato con droni sotto il ghiaccio, che mostra in modo spettacolare il potenziale di questa ricerca.
«L’Artico è bianco in superficie, ma sotto è completamente verde – un verde intenso dovuto alla presenza di alghe», ha spiegato Manu Prakash. «Ti fa capire che non si tratta di un dettaglio marginale: è una parte fondamentale della catena alimentare e influenza tutto ciò che accade sotto il ghiaccio».
Le immagini subacquee rivelano un ecosistema nascosto e vibrante, dove le alghe unicellulari giocano un ruolo cruciale nella vita marina artica. Questa scoperta apre nuove prospettive sulla biologia del ghiaccio polare e sull’importanza delle microalghe nel bilancio ecologico globale.
Una posta in gioco altissima
La scoperta che le diatomee artiche sono attive solleva interrogativi cruciali sull’adattamento degli organismi a un ambiente polare in rapido cambiamento. Potrebbero queste alghe unicellulari trasportare risorse lungo la rete alimentare artica, nutrendo pesci, foche e persino orsi polari? E le loro scie di muco potrebbero favorire la formazione di nuovo ghiaccio, proprio come le perle si formano attorno a granelli di sabbia?
Queste ipotesi, ancora in fase iniziale, di solito non verrebbero condivise pubblicamente. Ma secondo Manu Prakash, questa volta la posta in gioco è troppo alta per restare in silenzio.
«Molti miei colleghi mi dicono che tra 25 o 30 anni l’Artico potrebbe non esistere più. Quando perdiamo un ecosistema, perdiamo interi rami del nostro albero della vita», ha dichiarato Prakash, sottolineando che i tagli previsti al budget della National Science Foundation potrebbero ridurre del 70% i fondi per la ricerca polare.
La sua preoccupazione è chiara: senza infrastrutture e capacità operative adeguate, la possibilità di fare nuove scoperte scientifiche rischia di svanire. E con essa, la comprensione di un mondo invisibile sotto il ghiaccio.
Riferimenti:
(1) Ice gliding diatoms establish record-low temperature limits for motility in a eukaryotic cell
(2) Manu Prakash
(3) Prakash Lab
(4) Kevin Arrigo
Descrizione foto: Immagine di una diatomea artica, che mostra i filamenti di actina che corrono al centro e ne consentono il movimento di pattinaggio. - Credit: Prakash Lab.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: scientists uncover extreme life inside the Arctic ice