Uno sguardo alla prima fase dello sviluppo di un ecosistema, prima che arrivino anche piante e animali
Quali organismi colonizzano per primi una nuova isola vulcanica? I microbi che metabolizzano lo zolfo
La rara opportunità di studiare un'isola vulcanica di breve durata rivela una comunità microbica unica che viveva sull'ex isola di Hunga Tonga Hunga Ha'apai
[30 Gennaio 2023]
Nel 2015, nel Pacifico meridionale esplose un vulcano sottomarino, formando l’isola Hunga Tonga Hunga Ha’apai, che era però destinata a una vita breve, solo 7 e anni, visto che nel 2022 è stata cancellata dalla gigantesca esplosione dell Isole Tonga.
Ma durante quei 7 anni un team di ricercatori statunitensi e francesi guidato dal guidato dall’Università del Colorado Boulder (UC) e dal Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) ha colto al volo la rara opportunità di studiare i primi colonizzatori microbici di una massa continentale di nuova formazione. Ne è venuto fuori il sorprendente studio “The Early Microbial Colonizers of a Short-Lived Volcanic Island in the Kingdom of Tonga”, pubblicato su mBio che illustra la scoperta sull’isola effimera di «Una comunità microbica unica che metabolizza lo zolfo e i gas atmosferici, simile agli organismi che si trovano nei camini sottomarini di profondità o nelle sorgenti termali»
Il principale autore dello studio, Nicholas Dragone, del Department of ecology and evolutionary biology dell’UC e del CIRES, spiega che «Questi tipi di eruzioni vulcaniche si verificano in tutto il mondo, ma di solito non producono isole. Abbiamo avuto un’opportunità incredibilmente unica.Nessuno aveva mai studiato prima in modo completo i microrganismi su questo tipo di sistema insulare in una fase così precoce»-
Noah Fierer, borsista del CIRES e autore corrispondente dello studio, aggiunge: «Lo studio dei microbi che per primi colonizzano le isole fornisce uno sguardo alla prima fase dello sviluppo dell’ecosistema, prima che arrivino anche le piante e gli animali».
Un team multi-istituzionale di ricercatori ha raccolto campioni di suolo dall’isola, quindi li ha spediti al campus della CU Boulder dove Dragone e Fierer hanno potuto estrarre e sequenziare campioni di DNA dai campioni e Dragone racconta che «Non abbiamo visto quello che ci aspettavamo di vedere. Pensavamo di vedere gli organismi che si trovano quando un ghiacciaio si ritira, o cianobatteri, specie più tipiche dei primi colonizzatori, ma invece abbiamo trovato un gruppo unico di batteri che metabolizzano zolfo e gas atmosferici».
E questa non è stata l’unica svolta inaspettata dello studio: il 15 gennaio 2022, 7 anni dopo la sua formazione, il vulcano ha eruttato di nuovo, cancellando l’intera area di studio nella più grande esplosione vulcanica del XXI secolo. L’eruzione ha completamente spazzato via l’isola ed eliminato la possibilità per il team di ricercatori di continuare a monitorare il sito. «Ci aspettavamo tutti che l’isola rimanesse – ha detto Dragone – In effetti, la settimana prima dell’esplosione dell’isola, stavamo iniziando a pianificare un viaggio per tornarci».
Al CIRES fanno notare che «Tuttavia, la stessa natura volubile dell’Hunga Tonga Hunga Ha’apai (HTHH) che l’ha fatto esplodere spiega anche perché il team ha trovato un insieme così unico di microbi sull’isola».
Dragone spiega ancora: «Hunga Tonga si è formata vulcanicamente, come le Hawaii. Uno dei motivi per cui pensiamo di aver visto questi microbi unici è a causa delle proprietà associate alle eruzioni vulcaniche: molto zolfo e gas di idrogeno solforato, che probabilmente stanno alimentando i taxa unici che abbiamo trovato. I microbi erano molto simili a quelli trovati nei camini idrotermali, nelle sorgenti termali come Yellowstone e in altri sistemi vulcanici. La nostra ipotesi migliore è che i microbi provenissero da quel tipo di fonti».
La spedizione a HTHH ha richiesto una stretta collaborazione con il governo del Regno di Tonga che ha lavorato con i ricercatori per raccogliere campioni da terreni normalmente non visitati da ospiti internazionali. Il coordinamento ha richiesto anni di lavoro da parte dei collaboratori della Sea Education Association e della NASA: un osservatore tongano deve approvare e supervisionare qualsiasi raccolta di campioni che avvenga all’interno del Regno.
Dragone conclude: «Questo lavoro ha portato così tante persone da tutto il mondo e abbiamo imparato così tanto. Ovviamente siamo delusi dal fatto che l’isola sia scomparsa, ma ora abbiamo molte previsioni su cosa succede quando si formano le isole. “Quindi, se qualcosa si formasse di nuovo, ci piacerebbe andare lì e raccogliere più dati. Avremmo un piano d’azione su come studiarlo».