Una simbiosi unica conferisce ai protozoi il senso magnetico
I ricercatori della LMU hanno scoperto un’insolita relazione a tre tra un ciliato, dei batteri e degli archei.
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In che modo i microrganismi si orientano per trovare l’habitat ottimale? È già stato ampiamente dimostrato che i cosiddetti batteri magnetotattici utilizzano il campo magnetico terrestre come bussola biologica. Anche alcuni organismi unicellulari eucarioti – ovvero organismi più complessi come i ciliati, che a differenza dei batteri possiedono un nucleo cellulare – possiedono questa capacità. Tuttavia, il modo in cui la sviluppano è rimasto finora in gran parte un mistero. Un team internazionale guidato dal professor William Orsi del Dipartimento di Scienze Geologiche e Ambientali della LMU ha ora scoperto un ciliato magnetotattico finora sconosciuto, che adotta una strategia insolita: la simbiosi con ben due partner all’interno della propria cellula.
I ricercatori hanno individuato il nuovo ciliato Tropidoatractus magnetotacticus nei sedimenti fluviali poveri di ossigeno nei pressi di Libreville, in Gabon. Le immagini al microscopio elettronico hanno mostrato che possiede minuscole particelle di magnetite, disposte in una struttura simile a una collana di perle, che lo aiutano a orientarsi nel campo magnetico – e che queste particelle provengono da simbionti batterici viventi all’interno dell’organismo unicellulare. «Quando abbiamo osservato queste cellule per la prima volta, ci siamo subito resi conto di avere davanti a noi qualcosa di insolito. La scoperta che si orientano con l’aiuto di questi endosimbionti ha rivelato un nuovo e affascinante modo in cui gli eucarioti possono sfruttare il campo magnetico terrestre», afferma Leon Kaub, coautore principale dello studio insieme a Mitali Chitnis.
La cooperazione come adattamento all’habitat
Inoltre, le immagini al microscopio suggerivano che il ciliato avesse anche altri partner microbici. Le analisi genetiche lo hanno confermato: oltre ai simbionti che producono magnetite, il ciliato ospita anche archei metanogeni, che utilizzano i prodotti metabolici del ciliato, creando così condizioni favorevoli per il metabolismo energetico dei partner nei sedimenti privi di ossigeno. Insieme all’orientamento rispetto al campo magnetico terrestre, che aiuta i ciliati a nuotare verso il basso e a raggiungere più rapidamente i sedimenti poveri di ossigeno, questa simbiosi consente a tutti i partner una sopravvivenza più efficiente nella loro nicchia ecologica.
«La nostra scoperta apre nuove prospettive sull’evoluzione del senso magnetico», afferma Chitnis. «Ciò significa che questa capacità non può derivare solo dall’evoluzione di un singolo organismo, ma può anche nascere da una simbiosi a lungo termine tra diversi microrganismi». Orsi aggiunge: «Ora che è stato scoperto questo tipo di simbiosi, presumo che verranno individuate molte altre collaborazioni simili in ambienti privi di ossigeno e che tali relazioni siano più frequenti di quanto si pensasse finora».
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