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Un giallo risolto: i microbi del metano responsabili della ‘grande estinzione’

Resti fossili indicano che sulla Terra, intorno ai 252 milioni di anni fa, circa il 90 per cento delle specie furono improvvisamente spazzate via. Si trattò di gran lunga della più grande estinzione di massa mai conosciuta sul nostro pianeta, di cui fino ad oggi si è tentato ripetutamente di individuare il fattore responsabile.

Ora, un team di ricercatori del MIT (Massachusetts Institute of Technology) potrebbe aver trovato prove sufficienti per inchiodare il colpevole.

Soltanto, pare ci sarà bisogno di un microscopio, per poterlo vedere!

L’autore della ‘strage’ – suggerisce la nuova ricerca – non fu né un asteroide, né alcuna eruzione vulcanica, né incendi o carbonio, finora i probabili indiziati.

Un improvviso aumento delle temperature combinato all’acidificazione degli oceani e un aumento di metano simile a quello previsto negli attuali modelli di cambiamento climatico. Tutti gli organismi marini con gusci calcarei sarebbero stati spazzati via, in coerenza con l’osservazione che tali coperture non possono formarsi in acque acide. (credit: Fotolia)

Un improvviso aumento delle temperature combinato all’acidificazione degli oceani e un aumento di metano simile a quello previsto negli attuali modelli di cambiamento climatico. Tutti gli organismi marini con gusci calcarei sarebbero stati spazzati via, in coerenza con l’osservazione che tali coperture non possono formarsi in acque acide.
(credit: Fotolia)

Gli studiosi ritengono ora che si sia trattato piuttosto di una forma particolare di microbi, una forma appartenente ai Methanosarcina, microbi produttori di metano – che improvvisamente venne alla ribalta in maniera esplosiva negli oceani primordiali, riversando enormi quantità di metano nell’atmosfera e cambiando radicalmente sia il clima che la chimica degli oceani.

In questo nuovo scenario, comunque, i vulcani non restano del tutto incolpevoli. Solo, possono essere citati come corresponsabili del crimine.

La ragione di questa crescita improvvisa di questi microbi potrebbe imputarsi alla loro nuova capacità di utilizzare una nuova fonte di carbonio organico, favorito da un afflusso improvviso di nutrienti necessari per la loro crescita, il nichel, emesso da un massiccio vulcanesimo iniziato – ironia del destino – proprio in quel periodo.

Questa nuova ipotesi è stata oggetto di una pubblicazione negli Atti della National Academy of Sciences a firma di Daniel Rothman, docente di geofisica al MIT, del collega Gregory Fournier e di altri cinque ricercatori.

L’ipotesi degli scienziati si basa su tre insiemi indipendenti di prove.

Per prima, la prova geochimica mostra un aumento esponenziale, se non ancor maggiore, di anidride carbonica negli oceani al momento della cosiddetta ‘estinzione di fine-Permiano’.

La prova genetica mostra, al contempo, un cambiamento nelle popolazioni di Methanosarcina, cambiamento che permette loro di aumentare la produzione di metano, approfittando dell’accumulo dell’anidride carbonica nell’acqua.

Infine – terza prova – i sedimenti mostrano un improvviso aumento nella percentuale di nichel depositato in questo periodo.

Che si tratti di una fortuita, per quanto strana, combinazione? Può darsi. Sta di fatto che gli effetti si fecero sentire.

I depositi carboniosi dell’epoca mostrano che ‘qualcosa’ ha causato un aumento, piccolo ma significativo, della quantità di gas contenente carbonio – anidride carbonica e metano – prodotti al momento della grande estinzione di massa.

Alcuni ricercatori hanno ipotizzato che questi gas avrebbero potuto essere originati dalle eruzioni vulcaniche che hanno prodotto le ‘trappole della Siberia’, la vasta formazione rocciosa risultato delle colate laviche più estese viste sulla Terra.

Tuttavia, secondo i calcoli del MIT, queste eruzioni non sarebbero bastate a spiegare tutto il carbonio trovato nei sedimenti; non solo, ma i cambiamenti associati alla quantità di carbonio non si adatterebbero nemmeno al modello di origine vulcanica.

Allora?

“Un apporto iniziale e rapido di anidride carbonica da un vulcano sarebbe stata seguita poi da una graduale riduzione”, dice Fournier. “Invece, si assiste all’evento opposto: un rapido, continuo aumento”.

“Questo potrebbe far pensare ad un’espansione microbica”, aggiunge. “La crescita di popolazioni di microbi è tra i pochi fenomeni in grado di aumentare la produzione di carbonio in modo esponenziale, se non addirittura più veloce, come è accaduto”.

Ma se degli organismi viventi hanno prodotto tutto quel metano, che razza di organismi potevano essere e perché sono entrati in attività proprio in quel momento?

Questo è un interrogativo cui solo l’analisi genomica può dare una risposta.

Si è infatti scoperto che Methanosarcina aveva acquisito un mezzo particolarmente veloce di produrre metano, attraverso il trasferimento di geni da un microbo all’altro e una mappatura dettagliata della storia dell’organismo mostra ora che questo trasferimento è stato effettuato all’incirca verso la fine del Permiano, in coincidenza con la ‘grande estinzione’.

Ammesso che le condizioni fossero quelle ideali, questa acquisizione genetica avrebbe spianato la strada al microbo per una straordinaria crescita, favorita dal rapido consumo di una vasta riserva organica disponibile nei sedimenti oceanici.

C’è ancora un aspetto da chiarire. Questo organismi potevano accrescersi soltanto se avessero potuto disporre di una sufficiente quantità di nutrienti minerali. Ma il nutriente era disponibile, con la presenza di nichel, quel nichel che abbondava a seguito delle eruzioni vulcaniche, particolarmente efficaci, testimoni le famose eruzioni siberiane.

A questo punto, le condizioni per la crescita microbica c’erano tutte.

Una di queste prove, da sola, non dimostrerebbe niente, ma l’insieme di tutte quante avrebbe potuto costituire il cocktail micidiale per l’innesco della ‘strage’.

Forse non sarà una dimostrazione definitiva, ma questa ricostruzione fa escludere alcune teorie alternative, secondo Rothman, e pone le basi perché il ‘caso’ sia da considerare seriamente.

Leonardo Debbia
3 aprile 2014


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