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Metano negli oceani. Prodotto da microbi con processi chimici “sconcertanti”

Il 4 per cento del metano terrestre proviene dagli oceani. Alcuni studiosi hanno individuato questa fonte di provenienza marina nell’attività particolare di alcuni microbi.

E’ noto che il 4 per cento del metano presente sulla Terra proviene dalle acque ricche di ossigeno degli oceani. Ma finora l’agente o la causa che erano all’origine di questa produzione erano del tutto sconosciuti.

La scienza è stata ora in grado di identificare la fonte marina di questo potente gas serra.

Gli studiosi affermano infatti di aver individuato il reale “responsabile” dell’avvio di questo processo nell’acqua degli oceani terrestri.

Il processo chimico “sconcertante” viene attivato da un microbo, uno dei più diffusi sul nostro pianeta, il Nitrosopumilus maritimus.

Lo studio è stato coordinato da William Metcalf, dell’Università dell’Illinois, Urbana, ed i risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science.

I ricercatori che hanno fatto la scoperta non si erano prefissi di studiare la geochimica dell’oceano; in realtà, erano alla ricerca di nuovi antibiotici. La ricerca, finanziata dal National Institute of Health, doveva esplorare una classe insolita di potenziali agenti antibiotici chiamati fosfonati, già in uso in Agricoltura e in Medicina.

 I fosfonati o acidi fosforici sono sali dell’acido fosforoso, composti organici contenenti il gruppo C-PO(OH)2, ed hanno proprietà farmacologiche già conosciute agli inizi del secolo scorso. Formano legami molto solidi con gli atomi di metalli, neutralizzando le loro proprietà catalitiche. Sono usati nella desalinizzazione e hanno una forte solubilità in acqua.

“Cercavamo tra gli antibiotici che hanno un legame fosforo-carbonio”, afferma Metcalf. “Abbiamo trovato dei geni in un microbo che pensavamo fosse un antibiotico. Ebbene, in realtà faceva tutt’altro”.

Già nel 2008 David Karl, dell’Università delle Haway, e Edward DeLong, del MIT, avevano ipotizzato che il metano marino fosse prodotto da un organismo anaerobico, che vive cioè, in assenza di ossigeno in un oceano aerobico, ricco di ossigeno ma stranamente saturo di metano.

Lo yacht Sorcerer II, del J.Craig Venter Institute, in navigazione durante la Global Ocean Sampling Expedition, il progetto di ricerca che vede al lavoro un team di scienziati guidati da Craig Venter attraverso tutti gli oceani della Terra. Nel corso della spedizione gli scienziati hanno analizzato migliaia di comunità batteriche, prelevandone il genoma e creando una immensa biblioteca di geni.

Questa ipotesi sembrava non reggere, tanto che venne conosciuta ed etichettata come il “paradosso metano”. Come poteva un organismo anaerobico – si ribatteva – “convivere” in un ambiente aerobico, arricchendolo di metano?

Per spiegare come potesse avvenire questa “convivenza”, all’apparenza contraddittoria, Karl e DeLong supposero allora l’esistenza di un enzima prodotto da qualche organismo marino che avesse avuto la proprietà di scindere il legame fosforo-carbonio.

Studiando il Nitrosopumilus maritimus, il team di  Metcalf ha scoperto che questo batterio è capace di sintetizzare il metilfosfonato, una delle fonti di produzione di metano. E’ stato studiato allora il suo genoma e individuata la tecnica di produzione della molecola di metilfosfonato.

Una volta clonato il gene dell’enzima misterioso, ne è stata accelerata la produzione, e si è ottenuto un composto capace di scindere il legame fosforo-carbonio. Se questo legame viene incorporato in una molecola con un singolo atomo di carbonio, l’acido metilfosfonico, uno dei sottoprodotti di questa scissione è il metano.

Quello che sorprende è che questo batterio è comunissimo e, confrontando i risultati ottenuti con i dati raccolti dalla spedizione Global Ocean Sampling, che raccoglie e analizza le comunità microbiche marine di tutto il mondo, si è anche certi che il gene che porta al metilfosfonato è molto comune in altre colonie di microrganismi marini.

 

Leonardo Debbia
11 novembre 2012 

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Aggiunto in: Ambiente, Ambiente & Natura

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